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KR20230072514A - 담배 함유 물질을 포함하는 에어로졸 형성 카트리지 - Google Patents

담배 함유 물질을 포함하는 에어로졸 형성 카트리지 Download PDF

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KR20230072514A
KR20230072514A KR1020237016192A KR20237016192A KR20230072514A KR 20230072514 A KR20230072514 A KR 20230072514A KR 1020237016192 A KR1020237016192 A KR 1020237016192A KR 20237016192 A KR20237016192 A KR 20237016192A KR 20230072514 A KR20230072514 A KR 20230072514A
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KR
South Korea
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aerosol
forming
base layer
cartridge
forming substrate
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Application number
KR1020237016192A
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Inventor
루이 누노 바티스타
Original Assignee
필립모리스 프로덕츠 에스.에이.
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Publication date
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Application filed by 필립모리스 프로덕츠 에스.에이. filed Critical 필립모리스 프로덕츠 에스.에이.
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Abstract

전기 작동식 에어로졸 발생 시스템에 사용하기 위한 에어로졸 형성 카트리지(220)가 제공된다. 카트리지(220)는 베이스층(222) 및 베이스층(222) 상에 배치되고 에어로졸 형성 기재(224)로부터 방출될 수 있는 휘발성 담배 향미 화합물을 가지는 담배 함유 물질을 포함하는 적어도 하나의 에어로졸 형성 기재(224)를 포함한다. 베이스층(222)과 적어도 하나의 에어로졸 형성 기재(224)는 실질적으로 평면인 접촉면에서 접촉한다.

Description

담배 함유 물질을 포함하는 에어로졸 형성 카트리지{AEROSOL-FORMING CARTRIDGE COMPRISING A TOBACCO-CONTAINING MATERIAL}
본 발명은 전기 작동식 에어로졸 발생 시스템에 사용하기 위한 에어로졸 형성 카트리지에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 에어로졸 형성 기재로부터 방출될 수 있는 휘발성 담배 향미 화합물을 가지는 담배 함유 물질을 포함하는 적어도 하나의 에어로졸 형성 기재를 갖는 에어로졸 형성 카트리지에 관한 것이다. 본 발명은 또한, 에어로졸 형성 카트리지를 포함하는 에어로졸 발생 시스템 및 에어로졸 형성 카트리지의 제조방법에 관한 것이다.
에어로졸 발생 시스템의 한 유형은 전기 작동식 흡연 시스템이다. 전기식 기화기, 배터리와 제어 전자기기를 포함하는 에어로졸 발생 장치, 및 에어로졸 형성 카트리지로 이루어진 휴대용 전기 작동식 흡연 시스템들이 공지되어 있다. 통상적으로, 에어로졸 발생 장치와 함께 사용하기 위한 에어로졸 형성 카트리지는, 흔히 다른 부재 또는 부품과 함께, 로드 형태로 조립되는 에어로졸 형성 기재를 포함한다. 통상적으로, 이러한 로드는, 에어로졸 형성 기재를 가열하기 위한 가열 부재를 포함하는 에어로졸 발생 장치 내에 삽입되는 형상과 크기로 구성된다. 기타 공지된 에어로졸 형성 카트리지는 카트리지의 일부를 형성하는 전기 히터와 접촉하거나 근접해 있는 에어로졸 형성 기재를 포함한다. 이러한 일례에서, 카트리지는 액체 에어로졸 형성 기재의 공급부 및 액체 에어로졸 형성 기재에 침지된 가늘고 긴 심지 주위에 감긴 히터 와이어의 코일을 포함한다. 공지의 카트리지는 통상적으로 사용자가 입 안으로 에어로졸을 흡인하기 위해 사용시 빨아 들이는 마우스피스부를 포함한다.
그러나, 공지의 에어로졸 형성 카트리지는 제조 비용이 비교적 많이 든다. 이는 카트리지의 복잡성 및 통상적으로 그 제조에 많은 수동 조립 작업을 필요로 한다는 사실 때문이다. 또한, 운반 중 파손을 방지하기 위해, 이 카트리지들은 종종 세심한 취급이 필요하거나, 또는 보호용 외부 하우징의 제공을 필요로 한다.
EP-A2-0271036은, 가연성 열원, 열원의 하류에서 캡슐 내에 수용된 에어로졸 형성 기재, 및 에어로졸 형성 기재의 하류의 마우스피스를 구비한 흡연 물품을 제공한다. 캡슐은 내부에 에어로졸 형성 기재를 수용하는 금속 튜브를 포함한다. 캡슐은 궐련지에 의해 열원 및 마우스피스에 결합되어 흡연 물품의 일체부를 형성한다. 따라서, 향미 공급원이 소모되었을 경우 캡슐은 흡연 물품의 나머지로부터 분리될 수 없다. 대신, 향미 공급원이 소모되었을 경우 전체 흡연 물품은 일체로 폐기된다.
US-A1-2008/092912는 에어로졸 발생 장치 내에 수용된, 담배 재료를 함유한 에어로졸 형성 카트리지를 갖는 흡연 물품을 제공한다. 카트리지는 로드 형상이다.
견고하고 제조 비용이 저렴한 에어로졸 형성 카트리지를 제공하는 것이 바람직할 것이다.
본 발명의 제1 양태에 따르면, 전기 작동식 에어로졸 발생 시스템에 사용하기 위한 에어로졸 형성 카트리지로서, 베이스층; 및 베이스층 상에 배치되고 에어로졸 형성 기재로부터 방출될 수 있는 휘발성 담배 향미 화합물을 가지는 담배 함유 물질을 포함하는 적어도 하나의 에어로졸 형성 기재를 포함하되, 베이스층과 적어도 하나의 에어로졸 형성 기재는 실질적으로 평면인 접촉면에서 접촉하는, 에어로졸 형성 카트리지가 제공된다.
베이스층과 적어도 하나의 에어로졸 형성 기재를 실질적으로 평면인 접촉면에서 접촉하도록 함으로써, 카트리지는 수직 조립 작업만을 사용하여 유리하게 제조될 수 있다. 이는, 궐련과 같은 원통형 물체의 제조에서 알려진 바와 같이, 카트리지 또는 그 부품의 회전 또는 다중 병진 운동과 같은 더 복잡한 조립 작업의 필요성을 제거함으로써 카트리지의 제조를 단순화한다. 이러한 카트리지는 또한, 종래의 카트리지보다 더 적은 부품을 사용하여 제조될 수 있고, 일반적으로 더 견고하다.
도 1a, 1b 및 1c는 전기 작동식 에어로졸 발생 장치에 삽입된, 본 발명에 따른 에어로졸 형성 카트리지를 포함하는 에어로졸 발생 시스템의 개략도를 도시한다.
도 2a 및 2b는 본 발명에 따른 에어로졸 형성 카트리지의 제1 구현예를 도시하며, 도 2a는 카트리지의 사시도이고 도 2b는 카트리지의 분해도이다.
도 3a 및 3b는 본 발명에 따른 에어로졸 형성 카트리지의 제2 구현예를 도시하며, 도 3a는 카트리지의 사시도이고 도 3b는 카트리지의 분해도이다.
도 4a 및 4b는 본 발명에 따른 에어로졸 형성 카트리지의 제3 구현예를 도시하며, 도 4a는 카트리지의 사시도이고 도 4b는 카트리지의 분해도이다.
도 5는 도 2a 및 2b의 에어로졸 형성 카트리지를 제조하기 위한 제조 공정에 대한 개략도를 도시한다.
도 6은 도 3a 및 3b의 에어로졸 형성 카트리지를 제조하기 위한 제조 공정에 대한 개략도를 도시한다.
본원에 사용된 바와 같이, 용어 “카트리지”는, 에어로졸 발생 장치에 결합되고 그로부터 분리되어 에어로졸 발생 시스템을 형성하도록 구성되고, 또한 물품이 소모된 경우 일체로서 사용자에 의해 에어로졸 발생 장치에 결합되고 그로부터 분리될 수 있는 단일 유닛으로서 조립되는 소모품을 지칭한다.
본원에서 사용된 바와 같이, 용어 “에어로졸 형성 카트리지”는 에어로졸을 형성할 수 있는 휘발성 화합물을 방출할 수 있는 에어로졸 형성 기재를 포함하는 카트리지를 지칭한다. 예를 들어, 에어로졸 발생 카트리지는 흡연 물품일 수 있다.
본원에서 사용된 바와 같이, 용어 ‘에어로졸 형성 기재’는 에어로졸을 형성할 수 있는, 휘발성 화합물을 방출할 수 있는 기재를 설명하기 위해 사용된다. 본 발명에 따른 흡연 물품의 에어로졸 형성 기재로부터 발생된 에어로졸은 눈에 보이거나 보이지 않을 수 있으며, 증기(예를 들면, 실온에서는 보통 액체 또는 고체인, 기체 상태에 있는 물질의 미립자)뿐만 아니라, 기체 및 응축된 증기의 액적을 포함할 수 있다.
본원에서 사용된 바와 같이, 용어 “접촉”은 카트리지의 두 부품 간의 직접적인 접촉뿐만 아니라 코팅 또는 적층된 층과 같은 카트리지의 하나 이상의 중간 부품을 통한 간접적인 접촉을 포함한다.
본원에서 사용된 바와 같이, 용어 “실질적으로 평면”은 실질적으로 하나의 평면을 따라 배치된 것을 의미한다.
바람직하게, 에어로졸 형성 카트리지는 가열된 흡연 물품으로서, 에어로졸을 형성할 수 있는 휘발성 화합물을 방출하기 위해 연소되기보다는 가열되도록 의도된 에어로졸 형성 기재를 포함하는 흡연 물품이다.
카트리지는 임의의 적절한 외형을 가질 수 있다. 카트리지는, 에어로졸이 에어로졸 발생 카트리지를 나와 사용자에게 전달되는 하류 말단 및 반대측 상류 말단을 갖는 세장형 에어로졸 형성 카트리지일 수 있다. 이러한 구현예에서, 에어로졸 형성 기재의 부품들, 또는 부품들의 일부는 근위 또는 하류 말단과 원위 또는 상류 말단 사이의 상대 위치에 기초하여 서로의 상류 또는 하류에 있는 것으로 설명될 수 있다. 바람직하게, 카트리지는 실질적으로 평평하다. 특정 구현예에서, 카트리지는 실질적으로 평평하고 직사각형 단면을 갖는다.
카트리지는 임의의 적절한 크기를 가질 수 있다. 바람직하게, 카트리지는 휴대용 에어로졸 발생 시스템과 함께 사용하기에 적절한 치수를 갖는다. 특정 구현예에서, 카트리지는 약 5 mm 내지 약 200 mm, 바람직하게는 약 10 mm 내지 약 100 mm, 더 바람직하게는 약 20 mm 내지 약 35 mm의 길이를 갖는다. 특정 구현예에서, 카트리지는 약 5 mm 내지 약 12 mm, 바람직하게는 약 7 mm 내지 약 10 mm의 폭을 갖는다. 특정 구현예에서, 카트리지는 약 2 mm 내지 약 10 mm, 바람직하게는 약 5 mm 내지 약 8 mm의 높이를 갖는다.
바람직하게, 적어도 하나의 에어로졸 형성 기재는 실질적으로 평평하다. 본원에서 사용된 바와 같이, 용어 “실질적으로 평평한”은 적어도 1:2, 바람직하게는 1:2 내지 약 1:20의 두께 대 폭의 비를 갖는 것을 의미한다. 이는 실질적으로 평면 형상을 갖는 것을 포함하지만, 이것으로 한정되는 것은 아니다. 평평한 부품은 제조 과정에서 용이하게 취급될 수 있고 견고한 구조를 제공할 수 있다. 또한, 기재가 실질적으로 평평할 때 그리고 공기의 흐름이 에어로졸 형성 기재의 폭, 길이, 또는 폭과 길이 모두를 통해 흡인될 때 에어로졸 형성 기재로부터의 에어로졸 방출이 향상되는 것으로 확인되었다.
특정 구현예에서, 베이스층 및 적어도 하나의 에어로졸 형성 기재 중 하나 또는 모두는 만곡되지 않은 단면을 갖는다. 이는 제조 과정에서 이러한 부품들의 롤링 운동량을 감소시켜, 조립 정밀도 및 조립 용이성을 향상시킨다. 특정 구현예에서, 베이스층 및 적어도 하나의 에어로졸 형성 기재 중 하나 또는 모두는 실질적으로 평면이다.
용어 “베이스층”은 에어로졸 형성 기재를 지지하는 카트리지의 층을 지칭하며, 반드시 카트리지 내 층의 위치를 지칭하지는 않는다. 베이스층은 카트리지의 최하층일 수 있으나, 이 위치로 한정되는 것은 아니다.
베이스층은 임의의 적절한 단면 형상을 가질 수 있다. 바람직하게, 베이스층은 원형이 아닌 단면 형상을 갖는다. 바람직한 특정 구현예에서, 베이스층은 실질적으로 직사각형의 단면 형상을 갖는다. 특정 구현예에서, 베이스층은 가늘고 긴, 실질적으로 직사각형의, 평행육면체 형상을 갖는다. 바람직한 특정 구현예에서, 베이스층은 실질적으로 평평하다.
에어로졸 형성 기재는 베이스층 상에 직접 배치되거나, 하나 이상의 중간 층을 통해 간접적으로 배치될 수 있다. 베이스층은 에어로졸 형성 기재가 배치되는 실질적으로 평면인 상단 표면을 가질 수 있다. 바람직한 구현예에서, 베이스층은 적어도 하나의 에어로졸 형성 기재가 수용되는 적어도 하나의 공동을 포함한다. 이는 카트리지 내에서 에어로졸 형성 기재의 정확한 위치를 유지하는 데 도움이 되고, 필요한 경우, 카트리지 내에서 에어로졸 형성 기재를 봉합하는 것을 더 용이하게 한다. 특정 구현예에서, 적어도 하나의 에어로졸 형성 기재는 베이스층 상에 개별적으로 배치된 복수의 에어로졸 형성 기재를 포함하고, 베이스층은 복수의 공동을 포함한다. 따라서, 둘 이상의 에어로졸 형성 기재가 서로 다른 공동에 수용될 수 있다. 에어로졸 형성 기재가 상이한 조성을 가질 경우, 이들을 별개의 공동에 개별적으로 저장하면 카트리지의 수명을 연장시킬 수 있다. 또 다른 장점은 이것이 또한 카트리지가 둘 이상의 양립할 수 없는 에어로졸 형성 기재 물질을 저장할 수 있게 한다는 것이다. 특정 구현예에서, 하나 이상의 공동이 닫힌 위치로부터 선택적으로 개방될 수 있다.
베이스층은 단일 부품으로 형성될 수 있다. 대안적으로, 베이스층은 여러 층 또는 부품으로 형성될 수 있다. 예를 들어, 베이스층은 적어도 하나의 공동의 측벽을 정의하는 제1 층 및 적어도 하나의 공동의 바닥벽을 정의하는 제2 층으로 형성될 수 있다.
베이스층은 임의의 적절한 제조 방법을 이용하여 형성될 수 있다. 특정 구현예에서, 베이스층은 고분자 포일(foil)을 포함할 수 있다. 이러한 베이스층은 포일에서 하나 이상의 기포로 형성된 하나 이상의 공동을 포함할 수 있다. 고분자 포일은 임의의 적절한 물질, 예컨대, 폴리이미드(PI), 폴리에테르 에테르 케톤(PEEK), 폴리 에테르 케톤(PEK), 또는 폴리에테르케톤에테르케톤케톤 (PEKEKK)과 같은 폴리아릴에테르케톤(PAEK), 또는 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE), 폴리비닐리덴 플루오라이드(PVDF), 에틸렌 테트라플루오로에틸렌(ETFE), PVDFELS, 또는 불소화 에틸렌 프로필렌(FEP)과 같은 불소계 중합체 중 하나 이상을 포함할 수 있지만, 이들로 한정되는 것은 아니다. 대안적으로, 베이스층은, 고분자 물질, 예컨대, 이들로 한정되는 것은 아니지만, 폴리에테르 에테르 케톤(PEEK), 폴리 에테르 케톤(PEK), 또는 폴리에테르케톤에테르케톤케톤(PEKEKK)과 같은 폴리아릴에테르케톤(PAEK), 폴리프로필렌(PP), 폴리페닐렌 설파이드(PPS)와 같은 폴리페닐렌설파이드, 또는 폴리클로로트리플루오로에텐(PCTFE 또는 PTFCE), 폴리설폰(PSU), 폴리페닐설폰(PPSF 또는 PPSU), 폴리에테르설폰(PES)과 같은 폴리아릴설폰, 또는 폴리에틸렌이민(PEI), 또는 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE), 폴리비닐리덴 플루오라이드(PVDF), 에틸렌 테트라플루오로에틸렌(ETFE), PVDFELS, 또는 불소화 에틸렌 프로필렌(FEP)과 같은 불소계 중합체 중 하나 이상의 사출 성형에 의해 형성될 수 있다.
적어도 하나의 에어로졸 형성 기재는 가열시 에어로졸 형성 기재로부터 방출되는 휘발성 담배 향미 화합물을 가지는 담배 함유 물질을 포함한다.
바람직하게, 적어도 하나의 에어로졸 형성 기재는 에어로졸 형성제, 즉, 가열시 에어로졸을 발생시키는 물질을 포함한다. 에어로졸 형성제는, 예를 들어, 폴리올 에어로졸 형성제 또는 비폴리올 에어로졸 형성제일 수 있다. 에어로졸 형성제는 실온에서 고체 또는 액체일 수 있지만, 바람직하게는 실온에서 액체이다. 적절한 폴리올은 소르비톨, 글리세롤, 및 프로필렌 글리콜 또는 트리에틸렌 글리콜과 같은 글리콜을 포함한다. 적절한 비폴리올은 메탄올과 같은 1가 알코올, 비등점이 높은 탄화수소, 유산과 같은 산, 디아세틴, 트리아세틴, 트리에틸 시트레이트 또는 이소프로필 미리스테이트와 같은 에스테르를 포함한다. 메틸 스테아레이트, 디메틸 도데칸디오에이트 및 디메틸 테트라데칸디오에이트와 같은 지방족 카르복실산 에스테르가 에어로졸 형성 제제로 사용될 수도 있다. 동일한 또는 상이한 비율로 에어로졸 형성제의 조합이 사용될 수 있다. 폴리에틸렌 글리콜 및 글리세롤이 특히 바람직할 수 있는 반면, 트리아세틴은 안정화하기 더 어렵고 제품 내에서 그 이동을 막기 위해 캡슐화될 필요가 있을 수도 있다. 적절한 에어로졸 형성제의 예는 글리세린 및 프로필렌 글리콜이다. 적어도 하나의 에어로졸 형성 기재는 코코아, 감초, 유기산 또는 멘톨과 같은 하나 이상의 향미제를 포함할 수 있다. 적어도 하나의 에어로졸 형성 기재는 고체 기재를 포함할 수 있다. 고체 기재는, 예를 들어, 허브 잎, 담배 잎, 담배 리브 조각, 재생 담배, 균질화 담배, 압출 담배 및 팽화 담배 중 하나 이상을 함유하고 있는, 분말, 과립, 펠릿, 슈레드, 스파게티, 스트립 또는 시트 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 선택적으로, 고체 기재는 기재의 가열시 방출될, 추가의 담배 또는 비담배 휘발성 향미 화합물을 함유할 수 있다. 선택적으로, 고체 기재는, 예를 들어, 추가의 담배 또는 비담배 휘발성 향미 화합물을 포함하는 캡슐을 함유할 수도 있다. 이러한 캡슐은 고체 에어로졸 형성 기재의 가열 중에 녹을 수 있다. 대안적으로, 또는 추가적으로, 이러한 캡슐은 고체 에어로졸 형성 기재의 가열 전에, 도중에, 또는 후에 분쇄될 수 있다.
적어도 하나의 에어로졸 형성 기재가 균질화 담배 재료를 포함하는 고체 기재를 포함하는 경우, 균질화 담배 재료는 미립자 담배를 응집시켜 형성될 수 있다. 균질화 담배 재료는 시트 형태일 수 있다. 균질화 담배 재료는 건조 중량 기준으로 5% 초과의 에어로졸 형성제 함량을 가질 수 있다. 균질화 담배 재료는 대안적으로 건조 중량 기준으로 5% 내지 30%의 에어로졸 형성제 함량을 가질 수 있다. 균질화 담배 재료 시트는 담배 잎몸 및 담배 잎자루 중 하나 또는 모두를 분쇄하거나 또는 곱게 빻아서 얻은 미립자 담배를 응집시켜 형성될 수 있으며; 대안적으로, 또는 추가적으로, 균질화 담배 재료 시트는, 예를 들어, 담배의 처리, 취급 및 출하 시 생성되는 담배 가루, 담배 미분 및 기타 미립자 담배 부산물 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 균질화 담배 재료 시트는 미립자 담배의 응집을 돕기 위해 담배 내인성 바인더인 하나 이상의 내재성 바인더, 담배 외인성 바인더인 하나 이상의 외재성 바인더, 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. 대안적으로, 또는 추가적으로, 균질화 담배 재료 시트는, 이들에만 한정되는 것은 아니지만, 담배 및 비담배 섬유, 에어로졸 형성제, 습윤제, 가소제, 향미제, 충전제, 수성 및 비수성 용매, 및 이들의 조합을 포함하는 기타 첨가제를 포함할 수 있다. 균질화 담배 재료 시트는, 미립자 담배 및 하나 이상의 바인더를 포함하는 슬러리를 컨베이어 벨트 또는 다른 지지면 상에 캐스팅하는 단계, 캐스팅된 슬러리를 건조시켜서 균질화 담배 재료 시트를 형성하는 단계 및 지지면으로부터 균질화 담배 재료 시트를 제거하는 단계를 일반적으로 포함하는 유형의 캐스팅 공정에 의해 형성되는 것이 바람직하다.
선택적으로, 고체 기재는 열적으로 안정한 담체 상에 제공되거나 그 안에 매립될 수 있다. 담체는 분말, 과립, 펠릿, 슈레드, 스파게티, 스트립 또는 시트의 형태를 취할 수 있다. 대안적으로, 담체는 US-A-5 505 214, US-A-5 591 368 및 US-A-5 388 594에 개시된 것들과 같이, 그 내표면 상에, 또는 그 외표면 상에, 또는 그 내표면 및 외표면 양 표면 상에 놓인 고체 기재의 박층을 갖는 관형 담체일 수 있다. 이러한 관형 담체는, 예를 들어, 종이, 종이류 재료, 부직 탄소 섬유 매트, 저 질량 오픈 메쉬 금속 스크린, 또는 천공된 금속 포일 또는 임의의 다른 열적으로 안정한 중합체 매트릭스로 형성될 수 있다. 고체 기재는, 예를 들어, 시트, 발포체, 겔 또는 슬러리 형태로 담체의 표면 상에 놓일 수 있다. 고체 기재는 담체의 전체 표면 상에 놓이거나, 대안적으로 사용 중에 불균일한 향미 전달을 제공하기 위해 패턴으로 놓일 수 있다. 대안적으로, 담체는 EP-A-0 857 431에 기재된 것과 같이, 담배 부품들이 통합되어 있는 부직포 직물 또는 섬유 다발일 수 있다. 부직포 직물 또는 섬유 다발은, 예를 들어, 탄소 섬유, 천연 셀룰로오스 섬유, 또는 셀룰로오스 유도체 섬유를 포함할 수 있다.
에어로졸 형성 기재는 액체 기재를 포함할 수 있고, 카트리지는 액체 기재를 보유하기 위한 수단, 예컨대 하나 이상의 용기를 포함할 수 있다. 대안적으로 또는 추가적으로, 카트리지는, WO-A-2007/024130, WO-A-2007/066374, EP-A-1 736 062, WO-A-2007/131449 및 WO-A-2007/131450에 기재된 바와 같이, 액체 기재가 흡수되는 다공성 담체 물질을 포함할 수 있다. 에어로졸 형성 기재는 대안적으로 임의의 다른 종류의 기재, 예를 들면, 기체 기재, 겔 기재, 또는 설명된 다양한 종류의 기재의 임의의 조합일 수 있다.
적어도 하나의 에어로졸 형성 기재는 단일 에어로졸 형성 기재를 포함할 수 있다. 대안적으로 적어도 하나의 에어로졸 형성 기재는 복수의 에어로졸 형성 기재를 포함할 수 있다. 복수의 에어로졸 형성 기재는 실질적으로 동일한 조성을 가질 수 있다. 대안적으로, 복수의 에어로졸 형성 기재는 실질적으로 상이한 조성을 갖는 둘 이상의 에어로졸 형성 기재를 포함할 수 있다. 복수의 에어로졸 형성 기재는 베이스층 상에 함께 저장될 수 있다. 대안적으로, 복수의 에어로졸 형성 기재는 개별적으로 저장될 수 있다. 에어로졸 형성 기재의 둘 이상의 상이한 부분을 개별적으로 저장함으로써, 전혀 양립되지 않는 두 물질을 동일한 카트리지에 저장할 수 있다. 유리하게, 에어로졸 형성 기재의 둘 이상의 상이한 위치를 개별적으로 저장하면 카트리지의 수명을 연장할 수 있다. 또한, 두 가지 양립할 수 없는 물질이 동일한 카트리지에 저장되도록 할 수 있다. 또한, 예를 들어, 각각의 에어로졸 형성 기재를 개별적으로 가열함으로써, 에어로졸 형성 기재가 개별적으로 에어로졸화되도록 할 수 있다. 따라서, 가열 프로파일 요건이 상이한 에어로졸 형성 기재는 향상된 에어로졸 형성을 위해 상이하게 가열될 수 있다. 이는 또한, 보다 휘발성인 물질이 덜 휘발성인 물질과 별도로 더 낮은 정도로 가열될 수 있으므로 보다 효율적인 에너지 사용을 가능할 수 있다. 예를 들어, 각각의 사용을 위해 복수의 에어로졸 형성 기재 중 상이한 것을 가열함으로써, 개별적인 에어로졸 형성 기재가 미리 정해진 순서로 에어로졸화될 수도 있어, 카트리지가 사용될 때마다 '새로운' 에어로졸 형성 기재가 에어로졸화되도록 한다.
바람직하게, 적어도 하나의 에어로졸 형성 기재는 실질적으로 평평하다. 적어도 하나의 에어로졸 형성 기재는 임의의 적합한 단면 형상을 가질 수 있다. 바람직하게, 적어도 하나의 에어로졸 형성 기재는 원형이 아닌 단면 형상을 갖는다. 바람직한 구현예에서, 에어로졸 형성 기재는 에어로졸 형성 기재와 베이스층 간의 접촉면을 형성하는 실질적으로 평면인 제1 표면, 및 제1 표면 반대측의, 실질적으로 평면인 제2 표면을 가지며, 가열시 에어로졸이 제2 표면으로부터 방출될 수 있다. 바람직한 특정 구현예에서, 적어도 하나의 에어로졸 형성 기재는 실질적으로 직사각형의 단면 형상을 갖는다. 바람직한 특정 구현예에서, 적어도 하나의 에어로졸 형성 기재는 가늘고 긴, 실질적으로 직사각형의, 평행육면체 형상을 갖는다.
바람직한 특정 구현예에서, 적어도 하나의 에어로졸 형성 기재는 약 60℃ 내지 약 320℃, 바람직하게는 약 70℃ 내지 약 230℃의 기화 온도를 갖는다.
카트리지의 임의의 구현예에서, 다양한 카트리지 부품 각각에 대한 바람직한 물질 또는 물질들은 에어로졸 형성 기재의 요구되는 기화 온도에 따라 달라질 것이다.
사용시, 적어도 하나의 에어로졸 형성 기재는 기화기에 의해 기화된다. 기화기는 에어로졸 발생 장치의 일부로서, 에어로졸 형성 카트리지의 일부로서, 별도의 부품으로서, 또는 이들의 임의의 조합으로서 제공될 수 있다. 기화기는 적어도 하나의 에어로졸 형성 기재를 기화시키기 위한 임의의 적절한 장치일 수 있다. 예를 들어, 기화기는 압전소자 또는 초음파 장치일 수 있다. 바람직하게, 기화기는, 에어로졸 형성 기재를 가열하도록 구성된 적어도 하나의 가열 부재를 포함하는 전기 히터를 포함한다.
에어로졸 형성 카트리지가 에어로졸 형성 기재를 기화시키기 위한 기화기를 포함하는 경우, 기화기는, 기화기와 베이스층 간의 접촉층이 실질적으로 평면이고 베이스층과 에어로졸 형성 기재 간의 접촉면과 평행하도록 베이스층 상에 배치되어야 한다. 이러한 배치로, 카트리지는 수직 조립 작업만을 사용하여 제조될 수 있다. 이는, 카트리지 또는 그 부품의 회전 또는 다중 병진 운동과 같은 더 복잡한 조립 작업의 필요성을 제거함으로써 카트리지의 제조를 단순화한다. 기화기는 실질적으로 평평할 수 있다. 바람직한 구현예에서, 기화기는 실질적으로 평면이다.
기화기는 에어로졸 형성 기재를 기화시키기 위한 임의의 적절한 장치일 수 있다. 예를 들어, 기화기는 압전소자 또는 초음파 장치, 또는 화학적 히터와 같은 비전기식 히터일 수 있다. 바람직하게, 기화기는, 에어로졸 형성 기재를 가열하도록 구성된 적어도 하나의 가열 부재를 포함하는 전기 히터를 포함한다. 바람직한 특정 구현예에서, 카트리지는, 적어도 하나의 에어로졸 형성 기재를 가열하도록 배치된 적어도 하나의 가열 부재를 포함하는 전기 히터를 더 포함하며, 베이스층 및 적어도 하나의 에어로졸 형성 기재 중 하나 또는 모두와 전기 히터 간의 접촉면은 실질적으로 평면이고 베이스층과 적어도 하나의 에어로졸 형성 기재 간의 접촉면에 실질적으로 평행하다.
전기 히터는 전도, 대류 및 복사 중 하나 이상에 의해 에어로졸 형성 기재를 가열하도록 배치될 수 있다. 히터는 전도에 의해 에어로졸 형성 기재를 가열할 수 있고, 에어로졸 형성 기재와 적어도 부분적으로 접촉할 수 있다. 대안적으로, 또는 추가적으로, 히터로부터의 열은 중간의 열 전도성 부재에 의해 에어로졸 형성 기재에 전도될 수 있다. 대안적으로, 또는 추가적으로, 히터는 사용시 카트리지를 통해 또는 카트리지를 지나 흡인되는 주변의 유입 공기에 열을 전달할 수 있고, 이는 결국 대류에 의해 에어로졸 형성 기재를 가열하게 된다.
히터는 전력 공급 장치에 의해 전력이 공급되는 전기 히터일 수 있다. 용어 “전기 히터”는 하나 이상의 전기 가열 부재를 지칭한다. 전기 히터는 에어로졸 형성 기재에 적어도 부분적으로 삽입하기 위한 내부 전기 가열 부재를 포함할 수 있다. “내부 가열 부재”는 에어로졸 형성 물질에 삽입하기에 적절한 것이다. 대안적으로 또는 추가적으로, 전기 히터는 외부 가열 부재를 포함할 수 있다. 용어 “외부 가열 부재”는 에어로졸 형성 기재를 적어도 부분적으로 둘러싸는 것을 지칭한다. 전기 히터는 하나 이상의 내부 가열 부재 및 하나 이상의 외부 가열 부재를 포함할 수 있다. 전기 히터는 단일 가열 부재를 포함할 수 있다. 대안적으로, 전기 히터는 하나보다 많은 가열 부재를 포함할 수 있다. 특정 구현예에서, 카트리지는 하나 이상의 가열 부재를 포함하는 전기 히터를 포함한다.
전기 히터는 전기 저항 재료를 포함할 수 있다. 적절한 전기 저항 재료는, 도핑된 세라믹과 같은 반도체, (예를 들어, 이규화 몰리브덴과 같은) 전기 "전도성" 세라믹, 카본, 흑연, 금속, 금속 합금, 및 세라믹 재료와 금속 재료의 복합 재료를 포함하지만, 이들로 한정되는 것은 아니다. 이러한 복합 재료는 도핑된 세라믹 또는 도핑되지 않은 세라믹을 포함할 수 있다. 적절한 도핑 세라믹의 예는 도핑된 탄화규소를 포함한다. 적절한 금속의 예로는 티타늄, 지르코늄, 탄탈륨, 및 백금족 금속을 포함한다. 적절한 금속 합금의 예는 스테인리스 스틸, 니켈-, 코발트-, 크롬-, 알루미늄-, 티타늄-, 지르코늄-, 하프늄-, 니오븀-, 몰리브덴-, 탄탈륨-, 텅스텐-, 주석-, 갈륨-, 망간-, 및 철-함유 합금, 및 니켈, 철, 코발트, 스테인리스 스틸, Timetal® 및 철-망간-알루미늄계 합금들에 기초한 초합금을 포함한다. 복합 재료에서, 요구되는 외부 물리화학적 성질과 에너지 전달 동역학에 따라, 전기 저항 재료는 선택적으로, 절연 재료에 매립되거나 절연 재료로 캡슐화되거나 코팅될 수 있거나, 또는 그 반대로 될 수 있다. 대안적으로, 전기 히터는 적외선 가열 부재, 광자 소스, 또는 유도 가열 부재를 포함할 수 있다.
전기 히터는 임의의 적절한 형태를 취할 수 있다. 예를 들어, 전기 히터는 가열 블레이드의 형태를 취할 수 있다. 대안적으로, 전기 히터는 상이한 전자 전도성 부분을 갖는 케이싱 또는 기재, 또는 전기 저항 금속 튜브의 형태를 취할 수 있다. 대안적으로, 전기 히터는 에어로졸 형성 기재의 중심을 관통하는 하나 이상의 가열 바늘 또는 로드를 포함할 수 있다. 대안적으로, 전기 히터는 디스크 (엔드) 히터, 또는 가열 바늘 또는 로드와 디스크 히터의 조합일 수 있다. 전기 히터는 스테인리스 스틸과 같은 전기 저항 재료의 하나 이상의 스탬핑부를 포함할 수 있다. 다른 대안은, 가열 와이어 또는 필라멘트, 예를 들면 Ni-Cr(니켈-크롬), 백금, 텅스텐 또는 합금 와이어나 가열판을 포함한다.
바람직한 특정 구현예에서, 전기 히터는 복수의 전기 전도성 필라멘트를 포함한다. 복수의 전기 전도성 필라멘트는, 필라멘트 메쉬 또는 어레이를 형성하거나, 직물 또는 부직포를 포함할 수 있다.
전기 전도성 필라멘트들은 필라멘트들 사이의 간극을 정의할 수 있고, 간극은 10 ㎛ 내지 100 ㎛의 폭을 가질 수 있다. 바람직하게, 필라멘트는 간극에서 모세관 작용을 일으켜, 사용시 기화될 액체가 간극 내로 흡인되어, 히터 조립체와 액체 간의 접촉 면적을 증가시킨다. 전기 전도성 필라멘트는 160 내지 600 Mesh US (+/- 10%)(즉, 인치 당 160 내지 600 필라멘트(+/- 10%)) 크기의 메쉬를 형성할 수 있다. 간극의 폭은 바람직하게 25 ㎛ 내지 75 ㎛이다. 메쉬의 총 면적에 대한 간극 면적의 비인, 메쉬의 개방 영역의 백분율은 바람직하게 25% 내지 56%이다. 메쉬는 상이한 유형의 직조(weave) 또는 격자(lattice) 구조를 사용하여 형성될 수 있다. 전기 전도성 필라멘트의 메쉬, 어레이 또는 직물은, 당해 분야에서 잘 이해되는 바와 같은, 액체를 보유하는 능력에 의해 특징지어질 수도 있다. 전기 전도성 필라멘트는 10 ㎛ 내지 100 ㎛, 바람직하게는 8 ㎛ 내지 50 ㎛, 더 바람직하게는 8 ㎛ 내지 39 ㎛의 직경을 가질 수 있다. 필라멘트들은 둥근 단면을 가질 수 있거나 평평한 단면을 가질 수 있다. 히터 필라멘트는 포일과 같은 시트 재료를 에칭하여 형성될 수 있다. 이는, 히터 조립체가 평행한 필라멘트들의 어레이를 포함하는 경우에 특히 유리할 수 있다. 히터 조립체가 필라멘트의 메쉬 또는 직물을 포함하는 경우, 필라멘트는 개별적으로 형성되어 함께 얽혀 결합될 수 있다. 전기 전도성 필라멘트는 메쉬, 어레이 또는 직물로서 제공될 수 있다. 전기 전도성 필라멘트의 메쉬, 어레이 또는 직물의 면적은, 바람직하게는 25 mm2 이하로, 작을 수 있어서, 휴대용 시스템에 포함되도록 할 수 있다. 전기 전도성 필라멘트의 메쉬, 어레이 또는 직물은, 예를 들어, 직사각형일 수 있고, 5 mm x 2 mm의 치수를 가질 수 있다. 바람직하게, 전기 전도성 필라멘트의 메쉬 또는 어레이는 히터 조립체 면적의 10% 내지 50%의 면적을 커버한다. 더욱 바람직하게, 전기 전도성 필라멘트의 메쉬 또는 어레이는 히터 조립체 면적의 15% 내지 25%의 면적을 커버한다.
선택적으로, 가열 부재는 담체 물질 내에 또는 담체 물질 상에 놓일 수 있다. 바람직한 특정 구현예에서, 가열 부재는 전기 절연 기재 포일 상에 놓인다. 기재 포일은 가요성일 수 있다. 기재 포일은 고분자일 수 있다. 기재 포일은 다층의 고분자 포일일 수 있다. 가열 부재 또는 가열 부재들은 기재 포일의 하나 이상의 개구에 걸쳐 연장될 수 있다.
일 구현예에서, 전기 히터의 가열 부재 또는 부재들이 약 180℃ 내지 약 310℃의 온도에 도달할 때까지 전기히터에 전기 에너지가 공급된다. 요구되는 온도에 도달하도록 가열 부재 또는 부재들의 가열을 제어하기 위해 임의의 적절한 온도 센서 및 제어 회로가 사용될 수 있다. 이는 담배 및 궐련 래퍼의 연소가 800℃에 이를 수 있는 종래의 궐련과는 대조적이다.
바람직하게, 전기 히터와 적어도 하나의 에어로졸 형성 기재 간의 최소 거리는 50 ㎛ 미만이고, 바람직하게 카트리지는 전기 히터와 에어로졸 형성 기재 사이의 공간에 하나 이상의 모세관 섬유층을 포함한다.
전기 히터는 적어도 하나의 에어로졸 형성 기재 상부에 하나 이상의 가열 부재를 포함할 수 있다. 바람직한 구현예에서, 전기 히터는 베이스층과 적어도 하나의 에어로졸 형성 기재 사이에 위치한 하나 이상의 가열 부재를 포함할 수 있다. 이러한 배치로, 에어로졸 형성 기재의 가열 및 에어로졸 방출은 에어로졸 형성 기재의 반대측에서 발생한다. 이는 담배 함유 물질을 포함하는 에어로졸 형성 기재에 대해 특히 효과적인 것으로 확인되었다. 특정 구현예에서, 히터는 에어로졸 형성 기재의 반대측에 인접하여 위치한 하나 이상의 가열 부재를 포함한다. 바람직하게, 전기 히터는 에어로졸 형성 기재의 상이한 부분을 가열하도록 배치된 복수의 가열 부재를 포함한다. 바람직한 특정 구현예에서, 적어도 하나의 에어로졸 형성 기재는 베이스층 상에 개별적으로 배치된 복수의 에어로졸 형성 기재를 포함하고, 전기 히터는 각각 복수의 에어로졸 형성 기재 중 상이한 것을 가열하도록 배치된 복수의 가열 부재를 포함한다.
사용시, 카트리지는 사용자가 마우스피스부의 하류 말단을 빨아서 카트리지를 통한 또는 카트리지에 인접한 공기의 흐름을 흡인할 수 있는 별도의 마우스피스부에 연결될 수 있다. 예를 들어, 마우스피스부는, 카트리지와 결합되어 에어로졸 발생 시스템을 형성하는 에어로졸 발생 장치의 일부로서 제공될 수 있다. 이러한 구현예에서, 카트리지는 탈착 가능한 마우스피스부를 부착하기 위한 플랜지를 포함할 수 있다. 바람직한 특정 구현예에서, 카트리지는 일체형 마우스피스부를 더 포함한다. 이러한 구현예에서, 바람직하게, 카트리지는 마우스피스부의 하류 말단에서의 흡인 저항이 약 50 mmWG 내지 약 130 mmWG, 바람직하게는 약 80 mmWG 내지 약 120 mmWG, 더 바람직하게는 약 90 mmWG 내지 약 110 mmWG, 가장 바람직하게는 약 95 mmWG 내지 약 105 mmWG가 되도록 배치된다. 본원에서 사용된 바와 같이, 용어 “흡인 저항”은 22℃ 및 101 kPa(760 Torr)에서 17.5 ml/초의 속도로 시험 하에서 공기를 물체의 총 길이를 통과시키는 데 필요한 압력을 지칭하며, 일반적으로 밀리미터 수위계(mmWG) 단위로 표현되고, ISO 6565:2011에 따라 측정된다.
전술한 임의의 구현예에서, 에어로졸 형성 카트리지는 에어로졸 형성 카트리지가 에어로졸 발생 장치에 결합되었을 때 에어로졸 발생 장치에 데이터를 전달하도록 구성된 데이터 저장 장치를 포함할 수 있다. 에어로졸 형성 카트리지에 저장된 데이터는 에어로졸 형성 카트리지의 유형, 제조사, 제조일 및 제조시간, 생산 배치 번호, 가열 프로파일, 및 에어로졸 형성 카트리지를 이전에 사용했는지에 대한 표시 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
데이터 저장 장치 이외에, 또는 데이터 저장 장치에 대한 대안으로서, 에어로졸 형성 카트리지는 에어로졸 형성 카트리지가 에어로졸 발생 장치에 결합되었을 때 에어로졸 발생 장치와 전기적으로 연결되도록 구성된 전기 부하를 포함할 수 있다. 전기 부하는 저항성 부하, 용량성 부하 및 유도성 부하 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 에어로졸 발생 장치는 측정된 전기 부하에 적어도 부분적으로 기초하여 카트리지로의 전류 공급을 제어하도록 구성될 수 있다. 따라서, 전기 부하는 카트리지의 유형을 식별하는 데 사용될 수 있다.
특히 바람직한 구현예에서, 적어도 하나의 전기 부하는 저항성 전기 히터를 포함한다. 히터 자체를 저항성 부하로 활용하면, 그렇지 않을 경우 상이한 카트리지를 구별하기 위해 특별히 제공될 수 있는 별도의 전용 전기 부하의 필요성을 제거할 수 있다.
카트리지는 카트리지와 카트리지와 결합될 수 있는 에어로졸 발생 장치 간의 전기적 연결을 제공하기 위해 전기 접촉부를 포함할 수 있다.
전기 접촉부는 카트리지의 외부로부터 접근 가능할 수 있다. 전기 접촉부는 카트리지의 하나 이상의 가장자리를 따라 위치할 수 있다. 특정 구현예에서, 전기 접촉부는 카트리지의 측면 가장자리를 따라 위치할 수 있다. 예를 들어, 전기 접촉부는 카트리지의 상류 가장자리를 따라 위치할 수 있다. 대안적으로, 또는 추가적으로, 전기 접촉부는 카트리지의 하나의 길이방향 가장자리를 따라 위치할 수 있다.
전기 접촉부는 카트리지에 전력을 공급하기 위한 전력 접촉부뿐만 아니라 카트리지에 또는 카트리지로부터, 또는 양방향으로 데이터를 전송하기 위한 데이터 접촉부를 포함할 수 있다.
전기 접촉부는 임의의 형태를 가질 수 있다. 전기 접촉부는 실질적으로 평평할 수 있다. 유리하게도, 실질적으로 평평한 전기 접촉부는 전기적 연결을 확립하는 데 더 신뢰성이 있으며 제조하기에 더 용이한 것으로 확인되었다. 바람직하게, 전기 접촉부는, 이들로 한정되는 것은 아니지만, USB-A, USB-B, USB-미니, USB-마이크로, SD, 미니SD, 또는 마이크로 SD 유형의 연결을 포함하여, 표준화된 전기적 연결의 일부를 포함한다. 바람직하게, 전기 접촉부는, 이들로 한정되는 것은 아니지만, USB-A, USB-B, USB-미니, USB-마이크로, SD, 미니SD, 또는 마이크로 SD 유형의 연결을 포함하여, 표준화된 전기적 연결의 일부를 포함한다. 본원에 사용된 바와 같이, 용어 “표준화된 전기적 연결”은 산업 표준에 명시된 전기적 연결을 지칭한다.
전기 접촉부는 전기 회로와 일체로 형성될 수 있다. 바람직한 특정 구현예에서, 카트리지는 전기 접촉부가 연결되는 전기 히터를 포함한다. 이러한 구현예에서, 전기 히터는 전기 접촉부 및 하나 이상의 가열 부재가 배치되는 전기 절연 기재 포일을 포함할 수 있다.
특정 구현예에서, 카트리지는 베이스층에 그리고 적어도 하나의 에어로졸 형성 기재의 적어도 일부 위에 고정된 커버층을 포함할 수 있다. 유리하게, 커버층은 베이스층 상에서 적어도 하나의 에어로졸 형성 기재를 제 위치에 수용할 수 있다. 커버층은 베이스층과 일체로 형성되기 때문에 베이스층에 고정될 수 있다. 대안적으로, 커버층은 베이스층에 직접, 또는 하나 이상의 중간 층 또는 부품을 통해 간접적으로 고정된 별도의 부품일 수 있다. 에어로졸 형성 기재에 의해 방출된 에어로졸은 커버층, 베이스층, 또는 두 층 모두의 하나 이상의 개구를 통과할 수 있다. 커버층은 에어로졸 형성 기재에 의해 방출된 에어로졸이 커버층을 통과할 수 있도록 적어도 하나의 기체 투과창을 가질 수 있다. 기체 투과창은 실질적으로 개방될 수 있다. 대안적으로, 기체 투과창은 커버층의 개구에 걸쳐 연장되는 천공된 막 또는 격자를 포함할 수 있다. 격자는 가로 격자, 세로 격자, 또는 메쉬 격자와 같은 임의의 형태를 가질 수 있다. 커버층은 베이스층과의 봉합을 형성할 수 있다. 커버층은 베이스층과의 밀봉 봉합을 형성할 수 있다. 커버층은 적어도 커버층이 베이스층에 고정된 경우 커버층과 베이스층 사이에 봉합을 형성하는 고분자 코팅을 포함할 수 있다.
에어로졸 형성 카트리지는 적어도 하나의 에어로졸 형성 기재의 적어도 일부 위에 위치한 보호 포일을 포함할 수 있다. 보호 포일은 기체 불투과성일 수 있다. 보호 포일은 카트리지 내에 에어로졸 형성 기재를 밀봉 봉합하도록 배치될 수 있다. 본원에서 사용된 바와 같이, 용어 “밀봉 봉합”은 에어로졸 형성 기재 내 휘발성 화합물의 무게가 2주 기간에 걸쳐, 바람직하게는 2개월 기간에 걸쳐, 더 바람직하게는 2년 기간에 걸쳐 2% 미만만큼 변하는 것을 의미한다. 베이스층이 에어로졸 형성 기재가 수용되는 적어도 하나의 공동을 포함하는 경우, 보호 포일은 하나 이상의 공동을 막도록 배치될 수 있다. 보호 포일은 적어도 부분적으로 제거 가능하여 적어도 하나의 에어로졸 형성 기재를 노출시킬 수 있다. 바람직하게, 보호 포일은 제거 가능하다. 베이스층이 복수의 에어로졸 형성 기재가 수용되는 복수의 공동을 포함하는 경우, 보호 포일은 하나 이상의 에어로졸 형성 기재를 선택적으로 개봉하도록 단계적으로 제거 가능할 수 있다. 예를 들어, 보호 포일은 하나 이상의 제거 가능한 부분을 포함할 수 있고, 그 각각은 보호 포일의 나머지 부분으로부터 제거될 때 하나 이상의 공동을 노출시키도록 배치된다. 대안적으로, 또는 추가적으로, 요구되는 제거력이 사용자에 대한 표시로서 제거의 여러 단계들 사이에서 변하도록 보호 포일이 부착될 수 있다. 예를 들어, 요구되는 제거력은 인접한 단계들 사이에 증가할 수 있으므로 보호 포일을 계속 제거하기 위해 사용자는 의도적으로 보호 포일을 더 세게 당겨야 한다. 이는 임의의 적절한 수단에 의해 달성될 수 있다. 예를 들어, 요구되는 제거력은 접착층의 유형, 양, 또는 형상을 변경함으로써, 또는 보호 포일이 부착되는 접합선의 형상 또는 양을 변경함으로써 변할 수 있다.
보호 포일은 직접 또는 하나 이상의 중간 부품을 통해 간접적으로 베이스층에 제거 가능하게 부착될 수 있다. 카트리지가 전술한 바와 같이 커버층을 포함하는 경우, 보호 포일은 커버층에 제거 가능하게 부착될 수 있다. 커버층이 하나 이상의 기체 투과창을 갖는 경우, 보호 포일은 하나 이상의 기체 투과창에 걸쳐 연장되어 막을 수 있다. 보호 포일은 임의의 적절한 방법에 의해, 예를 들면 접착제를 사용하여 제거 가능하게 부착될 수 있다. 보호 포일은 초음파 접합에 의해 제거 가능하게 부착될 수 있다. 보호 포일은 접합선을 따라 초음파 접합에 의해 제거 가능하게 부착될 수 있다. 접합선은 연속적일 수 있다. 접합선은 나란히 배열된 둘 이상의 연속 접합선을 포함할 수 있다. 이러한 배열로, 접합선 중 적어도 하나가 그대로 유지된다면 봉합은 유지될 수 있다.
보호 포일은 가요성 필름일 수 있다. 보호 포일은 임의의 적절한 물질 또는 물질들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 보호 포일은 고분자 포일을 포함할 수 있다. 고분자 포일은 임의의 적절한 물질, 예컨대, 폴리이미드(PI), 폴리에테르 에테르 케톤(PEEK), 폴리 에테르 케톤(PEK), 또는 폴리에테르케톤에테르케톤케톤 (PEKEKK)과 같은 폴리아릴에테르케톤(PAEK), 또는 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE), 폴리비닐리덴 플루오라이드(PVDF), 에틸렌 테트라플루오로에틸렌(ETFE), PVDFELS, 또는 불소화 에틸렌 프로필렌(FEP)과 같은 불소계 중합체 중 하나 이상을 포함할 수 있지만, 이들로 한정되는 것은 아니다. 보호 포일은 다층의 고분자 포일을 포함할 수 있다.
에어로졸 형성 카트리지는 카트리지가 사용될 때 에어로졸 형성 기재와 유체 연통하는 공기 유동 채널에 의해 연결된 공기 입구 및 공기 출구를 포함할 수 있다. 공기 유동 채널은, 공기 유동 채널을 통해 흡인되는 공기의 유동에서 난류 경계층을 생성하도록 배치된 하나 이상의 유동 교란 장치가 배치된 내부 벽면을 가질 수 있다. 일부 구현예에서, 유동 교란 장치는 내부 벽면 상에 하나 이상의 딤플 또는 기복을 포함한다.
본 발명의 제2 양태에 따르면, 에어로졸 발생 장치, 상기 임의의 구현예에 기재된 바와 같은 에어로졸 형성 카트리지, 및 적어도 하나의 에어로졸 형성 기재를 기화시키기 위한 전기식 기화기를 포함하는 전기 작동식 에어로졸 형성 시스템으로서, 상기 장치는, 에어로졸 형성 카트리지를 착탈식으로 수용하기 위한 슬롯 형상의 수용부를 정의하는 본체; 및 기화기에 전력을 공급하기 위한 전력 공급기를 포함하는, 전기 작동식 에어로졸 형성 시스템이 제공된다.
본 발명의 제3 양태에 따르면, 전기 작동식 에어로졸 발생 시스템에 사용하기 위한 에어로졸 형성 카트리지를 제조하는 방법으로, 조립 라인 상에서 베이스층을 제공하는 단계; 및 베이스층 상에 적어도 하나의 에어로졸 형성 기재를, 베이스층과 적어도 하나의 에어로졸 형성 기재가 실질적으로 평면인 접촉면에서 접촉되도록 배치하는 단계를 포함하되, 에어로졸 형성 기재는 가열시 에어로졸 형성 기재로부터 방출되는 휘발성 담배 향미 화합물을 가지는 담배 함유 물질을 포함하는, 방법이 제공된다.
베이스층은 단일 부품으로 형성될 수 있다. 대안적으로 베이스층은 베이스층을 형성하도록 결합하는 여러 층 또는 부품을 포함할 수 있다. 베이스층은 실질적으로 평면인 상단 표면을 가질 수 있고, 베이스층 상에 적어도 하나의 에어로졸 형성 기재를 배치하는 단계는 실질적으로 평면인 상단 표면 상에 에어로졸 형성 기재를 배치함으로써 수행될 수 있다.
바람직한 특정 구현예에서, 상기 방법은, 베이스층에 적어도 하나의 공동을 형성하는 단계를 더 포함하며, 베이스층 상에 적어도 하나의 에어로졸 형성 기재를 배치하는 단계는 적어도 하나의 에어로졸 형성 기재를 적어도 하나의 공동에 배치함으로써 수행된다. 공동은 베이스층에 미리 형성될 수 있다. 특정 구현예에서, 베이스층은 하나 이상의 성형 부품을 포함하며, 공동은 하나 이상의 성형 부품이 만들어지는 주형에 의해 형성된다. 이러한 구현예에서, 베이스층은 사출 성형될 수 있다. 대안적으로, 공동은 열 성형 또는 냉간 성형에 의해 기존 베이스층 부품에 형성될 수 있다. 기계적 작용을 이용하거나, 가해진 압력, 진공 하에서, 또는 이들의 임의의 조합을 사용하여 기존 베이스층 부품에 공동을 형성할 수 있다. 특정 구현예에서, 베이스층을 제공하는 단계는, 조립 라인에 베이스층 포일 웹을 공급하는 단계를 포함하며, 베이스층에 적어도 하나의 공동을 형성하는 단계는 베이스층 포일 웹에 기포를 열 성형하거나 냉간 성형하여 수행된다.
상기 방법은 카트리지가 사용될 때 적어도 하나의 에어로졸 형성 기재를 기화시키기 위한 기화기를 제공하는 단계를 더 포함한다. 예를 들어, 기화기는 베이스층에 부착된 전기 히터를 포함할 수 있다. 특정 구현예에서, 상기 방법은, 실질적으로 평면이고 베이스층과 적어도 하나의 에어로졸 형성 기재 간의 접촉면에 실질적으로 평행한 접촉면에서 전기 히터와 베이스층이 접촉하도록 베이스층에 전기 히터를 부착하는 단계를 더 포함한다. 전기 히터는 베이스층에 직접 또는 하나 이상의 중간 부품을 통해 간접적으로 부착될 수 있다. 전기 히터는 카트리지의 다른 부품에 의해 제 위치에 수용되도록 임의의 적절한 방법에 의해, 예를 들어, 적층, 접합, 접착, 또는 기계적 고정에 의해 부착될 수 있다.
전기 히터는 개별 부품으로서 미리 형성되어 카트리지에 배치될 수 있다. 특정 구현예에서, 전기 히터를 부착하는 단계는 전기 히터 포일 웹을 보빈으로부터 조립 라인에 공급하고 전기 히터 포일 웹을 횡으로 절단하여 개별 전기 히터들을 형성함으로써 수행된다. 본원에서 사용된 바와 같이, 용어 “횡으로”는 조립 라인 상에서 부품의 흐름 방향에 실질적으로 수직인 방향을 지칭한다. 전기 히터 포일은, 알루미늄 포일과 같은 하나 이상의 전기 전도층을 포함할 수 있으며, 이로부터 예를 들어, 하나 이상의 가열 부재를 포일로 절단하여 히터가 형성될 수 있다. 특정 구현예에서, 전기 히터 포일 웹은 복수의 가열 부재가 부착된 전기 절연 기재 포일 웹을 포함한다. 전기 절연 기재 포일은 하나 이상의 고분자 포일 전기 절연층을 포함할 수 있다. 고분자 포일은 임의의 적절한 물질, 예컨대, 폴리이미드(PI), 폴리에테르 에테르 케톤(PEEK), 폴리 에테르 케톤(PEK), 또는 폴리에테르케톤에테르케톤케톤 (PEKEKK)과 같은 폴리아릴에테르케톤(PAEK), 또는 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE), 폴리비닐리덴 플루오라이드(PVDF), 에틸렌 테트라플루오로에틸렌(ETFE), PVDFELS, 또는 불소화 에틸렌 프로필렌(FEP)과 같은 불소계 중합체 중 하나 이상을 포함할 수 있지만, 이들로 한정되는 것은 아니다. 하나의 특정 구현예에서, 전기 히터 포일은 고분자 포일의 두 층 사이에 개재된 스테인리스 스틸 가열 부재를 포함한다.
베이스층은 임의의 적절한 제조 방법을 이용하여 형성될 수 있다. 특정 구현예에서, 각각의 베이스층은 사출 성형 고분자 물질, 예컨대, 이들로 한정되는 것은 아니지만, 폴리에테르 에테르 케톤(PEEK), 폴리 에테르 케톤(PEK), 또는 {ut}폴리에테르케톤에테르케톤케톤 {ut} (PEKEKK)과 같은 폴리아릴에테르케톤(PAEK), 폴리프로필렌(PP), 폴리페닐렌 설파이드(PPS)와 같은 폴리페닐렌설파이드, 또는 폴리클로로트리플루오로에텐(PCTFE 또는 PTFCE), 폴리설폰(PSU), 폴리페닐설폰(PPSF 또는 PPSU), 폴리에테르설폰(PES)과 같은 폴리아릴설폰, 또는 폴리에틸렌이민(PEI), 또는 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE), 폴리비닐리덴 플루오라이드(PVDF), 에틸렌 테트라플루오로에틸렌(ETFE), PVDFELS, 또는 불소화 에틸렌 프로필렌(FEP)과 같은 불소계 중합체 중 하나 이상으로 형성된다.
대안적으로, 베이스층을 제공하는 단계는, 베이스층 포일 웹을 보빈으로부터 조립라인에 공급하고 베이스층 포일 웹을 횡으로 절단하여 개별 베이스층들을 형성하는 단계를 포함한다. 대안적으로, 또는 추가적으로, 베이스층을 제공하는 단계는, 기재 포일 웹 및 중간 포일 웹을 제공하는 단계, 기재 포일 웹과 중간 포일 웹을 서로 부착하여 베이스층 포일 웹을 형성하는 단계, 및 베이스층 포일 웹을 횡으로 절단하여 개별 베이스층들을 형성하는 단계를 포함할 수 있다. 기재 포일 웹은 전기 히터 포일 웹의 일부를 포함할 수 있다. 이러한 구현예에서, 상기 방법은 베이스층에 전기 히터를 부착하는 단계를 포함할 수 있고, 기재 포일 웹은 복수의 가열 부재가 부착된 전기 절연 기재 포일 웹에 의해 형성된다. 베이스층 포일 웹은 임의의 적절한 물질 또는 물질들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 베이스층 포일 웹은 하나 이상의 고분자 포일 층을 포함할 수 있다. 고분자 포일은 임의의 적절한 물질, 예컨대, 폴리이미드(PI), 폴리에테르 에테르 케톤(PEEK), 폴리 에테르 케톤(PEK), 또는 폴리에테르케톤에테르케톤케톤 (PEKEKK)과 같은 폴리아릴에테르케톤(PAEK), 또는 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE), 폴리비닐리덴 플루오라이드(PVDF), 에틸렌 테트라플루오로에틸렌(ETFE), PVDFELS, 또는 불소화 에틸렌 프로필렌(FEP)과 같은 불소계 중합체 중 하나 이상을 포함할 수 있지만, 이들로 한정되는 것은 아니다.
상기 방법은, 적어도 하나의 에어로졸 형성 기재 위에 커버층을 제공하고 그 커버층을 베이스층에 부착하는 단계를 더 포함할 수 있다. 유리하게, 커버층은 베이스층 상에서 적어도 하나의 에어로졸 형성 기재를 제 위치에 수용하도록 배치된다. 특정 구현예에서, 커버층은 사출 성형 고분자로 형성된다. 이러한 구현예에서, 커버층은 임의의 적절한 물질 또는 물질들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 각각의 베이스층은 사출 성형 고분자 물질, 예컨대, 이들로 한정되는 것은 아니지만, 폴리에테르 에테르 케톤(PEEK), 폴리 에테르 케톤(PEK), 또는 {ut}폴리에테르케톤에테르케톤케톤 {ut} (PEKEKK)과 같은 폴리아릴에테르케톤(PAEK), 폴리프로필렌(PP), 폴리페닐렌 설파이드(PPS)와 같은 폴리페닐렌설파이드, 또는 폴리클로로트리플루오로에텐(PCTFE 또는 PTFCE), 폴리설폰(PSU), 폴리페닐설폰(PPSF 또는 PPSU), 폴리에테르설폰(PES)과 같은 폴리아릴설폰, 또는 폴리에틸렌이민(PEI), 또는 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE), 폴리비닐리덴 플루오라이드(PVDF), 에틸렌 테트라플루오로에틸렌(ETFE), PVDFELS, 또는 불소화 에틸렌 프로필렌(FEP)과 같은 불소계 중합체 중 하나 이상으로 형성될 수 있다.
대안적으로, 커버층을 제공하는 단계는, 보빈으로부터 커버층 포일 웹을 푸는 단계 및 커버층 포일을 베이스층 포일에 부착하는 단계를 포함할 수 있다. 커버층 포일은 임의의 적절한 방법에 의해, 예를 들어 접합에 의해 베이스층 포일에 부착될 수 있다. 커버층 포일 웹은 임의의 적절한 물질 또는 물질들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 커버층 포일 웹은 하나 이상의 고분자 포일 층을 포함할 수 있다. 고분자 포일은 임의의 적절한 물질, 예컨대, 폴리이미드(PI), 폴리에테르 에테르 케톤(PEEK), 폴리 에테르 케톤(PEK), 또는 폴리에테르케톤에테르케톤케톤 (PEKEKK)과 같은 폴리아릴에테르케톤(PAEK), 또는 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE), 폴리비닐리덴 플루오라이드(PVDF), 에틸렌 테트라플루오로에틸렌(ETFE), PVDFELS, 또는 불소화 에틸렌 프로필렌(FEP)과 같은 불소계 중합체 중 하나 이상을 포함할 수 있지만, 이들로 한정되는 것은 아니다.
상기 방법은 에어로졸 형성 기재로부터 휘발성 화합물의 방출을 제한하기 위해 적어도 하나의 에어로졸 형성 기재 위에 보호 포일을 제공하는 단계를 더 포함할 수 있다. 보호 포일은 카트리지 내에 에어로졸 형성 기재를 밀봉 봉합하도록 배치될 수 있다. 보호 포일을 제공하는 단계는, 보빈으로부터 보호 포일 웹을 푸는 단계, 및 보호 포일을 직접 또는 하나 이상의 중간층을 통해 간접적으로 베이스층에 부착하는 단계를 포함할 수 있다. 보호 포일은 임의의 적절한 방법에 의해, 예를 들어 접합에 의해 베이스층 포일에 부착될 수 있다. 보호 포일은 임의의 적절한 물질 또는 물질들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 보호 포일은 하나 이상의 고분자 포일 층을 포함할 수 있다. 고분자 포일은 임의의 적절한 물질, 예컨대, 폴리이미드(PI), 폴리에테르 에테르 케톤(PEEK), 폴리 에테르 케톤(PEK), 또는 폴리에테르케톤에테르케톤케톤 (PEKEKK)과 같은 폴리아릴에테르케톤(PAEK), 또는 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE), 폴리비닐리덴 플루오라이드(PVDF), 에틸렌 테트라플루오로에틸렌(ETFE), PVDFELS, 또는 불소화 에틸렌 프로필렌(FEP)과 같은 불소계 중합체 중 하나 이상을 포함할 수 있지만, 이들로 한정되는 것은 아니다.
상기 방법은 베이스층에 그리고 에어로졸 형성 기재 위에 부착된 상단 커버를 제공하는 단계를 더 포함할 수 있다. 상단 커버는 공기 유동 채널에 의해 연결된 공기 입구 및 공기 출구를 포함할 수 있다. 상단 커버는 단일 부품으로 형성될 수 있다. 대안적으로, 상단 커버는 상단 커버를 형성하도록 결합하는 여러 층 또는 부품을 포함할 수 있다. 상단 커버는 실질적으로 평면인 상단 표면을 가질 수 있다. 바람직한 특정 구현예에서, 상기 방법은 상단 커버에 적어도 하나의 공동을 형성하여 적어도 부분적으로 공기 유동 채널을 정의하는 단계를 더 포함한다. 공동은 상단 커버에 미리 형성될 수 있다. 특정 구현예에서, 상단 커버는 하나 이상의 성형 부품을 포함하며, 공동은 하나 이상의 성형 부품이 만들어지는 주형에 의해 형성된다. 이러한 구현예에서, 상단 커버는 사출 성형될 수 있다. 대안적으로, 공동은 열 성형 또는 냉간 성형에 의해 기존 상단 커버 부품에 형성될 수 있다. 기계적 작용을 이용하거나, 가해진 압력, 진공 하에서, 또는 이들의 임의의 조합을 사용하여 기존 상단 커버 부품에 공동을 형성할 수 있다. 특정 구현예에서, 상단 커버를 제공하는 단계는, 조립 라인에 상단 커버 포일 웹을 공급하는 단계를 포함하며, 상단 커버에 적어도 하나의 공동을 형성하는 단계는 상단 커버 포일 웹에 기포를 열 성형하거나 냉간 성형하여 수행된다.
카트리지의 하나 이상의 부품이 하나 이상의 포일 웹으로 형성되는 경우, 하나 이상의 포일 웹은 단일 폭일 수 있다. 다시 말해, 각각의 웹은 웹을 사용하여 형성되는 카트리지의 각 부품과 실질적으로 동일한 폭을 가질 수 있다. 바람직한 특정 구현예에서, 하나 이상의 포일 웹은 각각, 웹을 사용하여 형성되는 각 부품의 폭보다 약 2배 내지 약 50배 더 큰 폭을 가질 수 있다. 유리하게, 이는 복수의 에어로졸 형성 카트리지가 평행하게 제조될 수 있도록 한다.
카트리지의 하나 이상의 부품이 둘 이상의 포일 웹으로 형성되는 경우, 두 포일 웹은 임의의 적절한 방법에 의해, 예를 들어 접착제를 사용하거나, 접합, 융합, 또는 이들의 임의의 조합에 의해 서로 부착될 수 있다. 하나의 특정 구현예에서, 카트리지의 둘 이상의 층이 함께 적층된다. 이러한 예에서, 두 층이 함께 프레스되고, 한 층 또는 두 층 모두, 예를 들어 열, 초음파, 또는 둘 다 사용하여 부분적으로 용융되어 층을 함께 융합시킨다.
상기 방법은 카트리지 부품을 컨베이어 상에 이송하는 단계를 포함할 수 있다. 컨베이어는 컨베이어 벨트와 같은 연속 컨베이어일 수 있다. 컨베이어는 제조시 카트리지의 하나 이상의 부품을 수용하기 위한 복수의 공동을 가져 컨베이어 상에 그 부품들이 정확히 배치되도록 할 수 있다. 공동은 둘 이상의 평행한 열로 배치될 수 있다. 공동은 격자로 배치될 수 있다. 유리하게, 이는 복수의 에어로졸 형성 카트리지가 평행하게 제조될 수 있도록 한다. 대안적으로, 컨베이어는, 카트리지를 제조하고 구동 휠 또는 기타 구동 수단에 의해 조립 라인을 따라 당겨지는 하나 이상의 포일 웹을 포함할 수 있다. 예를 들어, 컨베이어는 베이스층 포일 웹을 포함할 수 있다.
본 발명의 제4 양태에 따르면, 전술한 임의의 구현예에 따라 에어로졸 형성 카트리지를 제조하는 방법이 제공된다.
상이한 양태들을 참조하여 본 발명을 설명하였지만, 본 발명의 하나의 양태에 관하여 설명한 특징들이 본 발명의 다른 양태들에 적용될 수 있음은 명백하다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 단지 예로서 본 발명을 더 설명할 것이다.
도 1a 및 1b는 에어로졸 발생 장치(10) 및 별도의 착탈식 에어로졸 형성 카트리지(20)를 도시하며, 이들은 함께 에어로졸 발생 시스템을 형성한다. 장치(10)는 휴대용이며, 종래의 엽궐련 또는 궐련에 필적할만한 크기를 갖는다. 장치(10)는 본체(11) 및 착탈식 마우스피스부(12)를 포함한다. 본체(11)는 인산철리튬 배터리 같은 배터리(13), 전기 회로(14), 및 슬롯 형상의 공동(15)을 포함한다. 마우스피스부(12)는 카트리지 위에 끼워지고 분리 가능한 연결 수단(미도시)에 의해 본체(11)에 연결된다. 마우스피스부(12)는 카트리지의 삽입 및 제거가 가능하도록 (도 1에 도시된 바와 같이) 제거될 수 있고, 설명되는 바와 같이, 시스템이 에어로졸을 발생시키는 데 사용되어야 할 때 본체(11)에 연결된다. 마우스피스부(12)는 공기 입구(16) 및 공기 출구(17)를 포함하고, 각각은 하나 이상의 오리피스를 포함할 수 있다. 사용시, 사용자는, 공기 출구(17)를 빨거나 뻐끔뻐금 빨아서 공기 입구(16)로부터 마우스피스부(12)를 통해 공기 출구(17)로 공기를 흡인한다. 마우스피스부(12)를 통해 흡인되는 공기의 흐름은 (도 2에 “A”로 표시된 화살표에 의해 도시된 바와 같이) 카트리지(20)를 지나, 또는 (도 2에 “B”로 표시된 화살표에 의해 나타낸 바와 같이) 카트리지(20)의 하나 이상의 공기 유동 채널을 통해서도 흡인될 수 있다. 공동(15)은 직사각형 단면을 가지며, 카트리지(20)의 적어도 일부를 수용할 수 있는 크기이어서 장치(10)와 카트리지(20)를 착탈식으로 연결한다. 본원에서 사용된 바와 같이, 용어 “착탈식으로 연결”은 장치와 카트리지가 어느 하나에 상당한 손상을 주지 않고 결합되고 서로로부터 분리될 수 있음을 의미한다.
도 1c는 공동(15) 내에서 장치(10)와 카트리지(20) 간의 연결에 대한 개략도를 도시하며, 카트리지(20)는 부분적으로 삽입된 것으로 도시되어 있고 화살표는 삽입 방향을 나타낸다. 전기 접촉부(18)는 공동(15)의 측부 및 바닥부를 따라 제공되어 카트리지(20) 상의 해당 전기 접촉부와 함께 전기 회로(14)와 배터리(13) 사이의 전기적 연결을 제공한다. 공동(15) 내에서 카트리지(20)의 정확한 위치 지정을 보조하기 위해 공동(15)에 가이드 레일(19)이 제공된다.
도 2a 및 2b는 에어로졸 형성 카트리지(220)의 제1 구현예를 도시한다. 카트리지(220)는 실질적으로 평평하며, 임의의 다른 적절한 평평한 형상을 가질 수 있지만, 직사각형 단면을 갖는다. 카트리지는 베이스층(222), 베이스층(222) 상에 배치된 에어로졸 형성 기재(224), 에어로졸 형성 기재(224)와 베이스층(222) 사이에 위치한 히터(226), 베이스층(222)에 그리고 에어로졸 형성 기재(224) 위에 고정된 커버층(228), 커버층(228) 위의 보호 포일(230), 및 커버층(228)에 그리고 커버층(228)과 보호 포일(230) 위에 고정된 상단 커버(232)를 포함한다. 베이스층(222), 에어로졸 형성 기재(224), 히터(226), 커버층(228), 보호 포일(230), 및 상단 커버(232)는 모두 실질적으로 평평하고 실질적으로 서로 평행하다. 카트리지(220)의 이들 각 부품 간의 접촉면은 실질적으로 평면이고 실질적으로 서로 평행하다.
베이스층(222)은, 히터(226) 및 에어로졸 형성 기재(224)가 수용되는 상단 표면 상에 정의된 공동(234)을 갖는다. 에어로졸 형성 기재(224)는 히터(226)에 의한 가열시 에어로졸 형성 기재(224)로부터 방출될 수 있는 휘발성 향미 화합물을 가지는 담배 함유 물질을 포함한다. 이 예에서, 에어로졸 형성 기재(224)는 실질적으로 평평한 직사각형의 담배 캐스트 잎 블록이다.
히터(226)는 전기 접촉부(238)에 연결된 가열 부재(236)를 포함한다. 이 예에서, 가열 부재(236)와 전기 접촉부(238)는 일체형이고, 히터(226)는 스테인리스 스틸을 스탬핑하여 형성된다. 베이스층(222)은 전기 접촉부(238)가 연장되는 원위 말단에 두 개의 접촉 개구(240)를 갖는다. 전기 접촉부(238)는 접촉 개구(240)를 통해 카트리지 외부로부터 접근 가능하다.
커버층(228)은 베이스층(222) 상에서 에어로졸 형성 기재(224)를 제 위치에 유지하는 것을 돕는다. 커버층(228)은 커버층(228)의 개구(246)에 걸쳐 연장되는 메쉬 격자(244)에 의해 형성된 투과창(242)을 갖는다. 사용시, 에어로졸 형성 기재(224)에 의해 방출된 에어로졸은 투과창(242)을 통과한다. 커버층(228)은 베이스층(222)의 공동(234) 위에 끼워질 수 있는 크기이다. 이 예에서, 커버층(228)은 공동(234)을 넘어 측면으로 연장되고 베이스층(222)과 실질적으로 동일한 폭과 길이를 가지므로, 커버층(228)과 베이스층(222)의 가장자리는 일반적으로 정렬된다.
보호 포일(230)은 커버층(228)의 상단에 그리고 투과창(242) 위에 착탈식으로 부착되어 카트리지(220) 내에서 에어로졸 형성 기재(224)를 봉합한다. 보호 포일(230)은 커버층(228)에 접합되지만 용이하게 벗길 수 있는 실질적으로 불투과성인 시트를 포함한다. 시트는 나란히 배열된 두 개의 연속 접합선으로 형성된 연속 봉합선을 따라 커버층(228)에 접합된다. 보호 포일(230)은 카트리지(220)의 사용 전 에어로졸 형성 기재(224)로부터 휘발성 화합물의 실질적 손실을 방지하는 역할을 한다. 이 예에서, 보호 포일(230)은 가요성 다층 고분자 시트로 형성된다. 보호 포일(230)의 자유 말단에 탭(248)이 제공되어 사용자가 보호 포일(230)을 잡아 투과창(242) 위로부터 벗길 수 있도록 한다.
탭(248)은 보호 포일(230)의 연장에 의해 형성되고 상단 커버(232)의 가장자리를 넘어 연장된다. 제거를 용이하게 하기 위해, 보호 포일(230)이 연속 봉합선에 의해 커버층(228)에 부착된 제1 부분(230A)과 접힘선(249)으로부터 길이방향으로 탭(248)에 연장되는 제2 부분(230B)으로 분할되도록 보호 포일(230)은 횡방향의 접힘선(249)에서 그 자체가 접힌다. 제2 부분(230B)은 제1 부분(230A)에 대해 평평하게 놓여 있으므로 제1 및 제2 부분(230A, 230B)은 실질적으로 동일 평면에 있다. 이러한 배치로, 탭(248)을 길이방향으로 당겨 보호 포일(230)을 제거하여 접힘선(249)에서 커버층(228)으로부터 제1 부분(230A)을 벗겨낼 수 있다.
제거 가능한 보호 포일(230)을 커버층(228)에 고정하는 방법으로서 접합을 설명하지만, 소비자에 의해 보호 포일(230)이 용이하게 제거될 수 있다면, 열 봉합 또는 접착제를 비제한적으로 포함하여 당업자에게 잘 알려진 다른 방법도 사용될 수 있음은 당업자에게 명백할 것이다.
상단 커버(232)는 중공형이며, 그 원위 말단쪽으로 공기 입구(250)를 포함하고 그 근위 말단에서 공기 출구(미도시)를 포함한다. 공기 입구(250)와 공기 출구는, 상단 커버(232)의 내부 벽면(미도시)과 아래 커버층(228) 사이에 정의된 공기 유동 채널(미도시)에 의해 연결된다.
사용시, 보호 포일(230)은 탭(248)을 길이방향으로 카트리지(220)로부터 멀리 당겨 제거된다. 보호 포일(230)이 일단 제거되면, 에어로졸 형성 기재(224)는 커버층(228)의 투과창(242)을 통해 공기 유동 채널과 유체 연통된다. 카트리지(220)는 이후, 도 1a 및 1b에 도시된 바와 같이, 에어로졸 발생 장치에 삽입되어, 전기 접촉부(238)는 장치의 공동 내 해당 전기 접촉부와 연결된다. 이후 장치에 의해 카트리지의 히터(226)로 전력이 제공되어 에어로졸 형성 기재로부터 에어로졸을 방출한다. 사용자가 장치의 마우스피스부를 빨거나 뻐끔뻐끔 빨 때, 공기는 마우스피스의 공기 입구로부터 상단 커버의 공기 유동 채널을 통해 상단 커버의 공기 입구(250) 안으로 흡인되고, 거기에서 공기는 에어로졸과 혼합된다. 공기와 에어로졸 혼합물은 이후 카트리지(220)의 공기 출구를 통해 마우스피스부의 출구로 흡입된다.
에어로졸 형성 기재(224)가 소비자에 의해 일단 소모되면, 카트리지는 장치의 공동으로부터 제거되고 교체된다.
도 3a 및 3b는 에어로졸 형성 카트리지(320)의 제2 구현예를 도시한다. 이 예에서, 카트리지(320)는 실질적으로 평평하며, 임의의 다른 적절한 평평한 형상일 수 있지만, 직사각형 단면을 갖는다. 카트리지는 중간층(323)으로부터 형성된 베이스층(322) 및 중간층(323)에 고정되어 그 아래에 배치된 히터(326)를 포함한다. 카트리지는 또한, 베이스층(322) 상에 배치된 복수의 에어로졸 형성 기재(324), 베이스층(322)에 그리고 에어로졸 형성 기재(324) 위에 고정된 커버층(328), 커버층(328) 위의 보호 포일(330), 및 커버층(328)에 그리고 커버층(328)과 보호 포일(330) 위에 고정된 상단 커버(332)를 포함한다. 중간층(323), 에어로졸 형성 기재(324), 히터(326), 커버층(328), 보호 포일(330), 및 상단 커버(332)는 모두 실질적으로 평평하고 실질적으로 서로 평행하다. 이들 부품들(320)의 임의의 두 부품 간의 접촉면은 실질적으로 평면이고 실질적으로 평행하다.
중간층(323)은 두께를 통해 연장되는 복수의 공동(334)을 가지며, 그 하단은 히터(326)에 의해 닫혀있다. 에어로졸 형성 기재(324)는 복수의 공동 내에 수용된다. 이 예에서, 공동(334)은 실질적으로 직사각형이고, 그 긴 변이 카트리지(320)의 종축에 실질적으로 수직인 상태로 배치된다. 에어로졸 형성 기재(324) 각각은 히터(326)에 의한 가열시 방출될 수 있는 휘발성 향미 화합물을 가지는 담배 함유 재료를 포함한다. 이 예에서, 각각의 에어로졸 형성 기재는 실질적으로 평평한 직사각형의 담배 캐스트 잎 블록이다.
히터(326)는 전기 접촉부(338)에 연결된 복수의 가열 부재(336)를 포함한다. 이 예에서, 히터(326)는, 각각의 가열 부재(336)가 에어로졸 형성 기재(324) 아래에 놓이도록, 전기 접촉부(338) 및 실질적으로 직사각형인 가열 부재(336)를 전기 절연 기재 포일(337) 상에 배치하여 형성된다. 전기 절연 기재 포일(337)은 각 공동(334)의 폭과 길이에 걸쳐 연장될 수 있는 크기이어서 공동(334)의 하단을 막는다. 히터(326)가 카트리지(320)의 바닥층이므로, 전기 접촉부(338)는 전기 절연 기재 포일(337)의 측면 가장자리를 따라 연장되고 아래쪽에서 카트리지의 외부로부터 접근 가능하다. 이 예에서, 전기 접촉부(338)는 복수의 가열 부재(336) 각각에 대해 제공된다. 따라서, 각각의 가열 부재(336)는 개별적으로 전력 공급될 수 있어 각각의 에어로졸 형성 기재(324)를 개별적으로 가열할 수 있다. 이는, 예를 들어 각각의 소정 에어로졸 전달 작동에 대해 '새로운' 또는 전에 가열되지 않은 에어로졸 형성 기재(324)를 가열하기 위해, 에어로졸 형성 기재의 순차 가열을 가능하게 한다. 다른 구현예에서, 히터는 외부에 있을 수 있다. 즉, 히터가 카트리지 내에 제공되는 것이 아니라 에어로졸 발생 장치에 삽입되었을 때 카트리지에 인접하여 제공된다. 이러한 예에서, 히터 대신 알루미늄 포일과 같은 열 전도성 기재 포일이 사용될 수 있다.
커버층(328)은 베이스층(322)의 공동(334)에서 에어로졸 형성 기재(324)를 제 위치에 유지하는 것을 돕는다. 커버층(328)은 커버층(328)의 개구(346)에 걸쳐 연장되는 격자(344)에 의해 형성된 투과창(342)을 갖는다. 사용시, 에어로졸 형성 기재(324)에 의해 방출된 에어로졸은 투과창(342)을 통과한다. 커버층(328)은 베이스층(322)의 공동(334) 위에 끼워질 수 있는 크기이다. 이 예에서, 커버층(328)은 공동(334)을 넘어 측면으로 연장되고 베이스층(322)과 실질적으로 동일한 폭과 길이를 가지므로, 커버층(328)과 베이스층(322)의 가장자리는 일반적으로 정렬된다.
보호 포일(330)은 커버층(328)의 상단에 그리고 투과창(342) 위에 착탈식으로 부착되어 공동(334) 내에서 에어로졸 형성 기재(324)를 봉합한다. 보호 포일(330)은 커버층(328)에 접합되지만 용이하게 벗길 수 있는 실질적으로 불투과성인 시트를 포함한다. 시트는 나란히 배열된 두 개의 연속 접합선으로 형성된 연속 봉합선을 따라 커버층(328)에 접합된다. 보호 포일(330)은 카트리지(320)의 사용 전 에어로졸 형성 기재(324)로부터 휘발성 화합물의 실질적 손실을 방지하는 역할을 한다. 이 예에서, 보호 포일(330)은 가요성 다층 고분자 시트로 형성된다. 보호 포일(330)의 자유 말단에 탭(348)이 제공되어 사용자가 보호 포일(330)을 잡아 투과창(342) 위로부터 벗길 수 있도록 한다. 탭(348)은 보호 포일(330)의 연장에 의해 형성되고 상단 커버(332)의 가장자리를 넘어 연장된다. 제거를 용이하게 하기 위해, 보호 포일(330)이 연속 봉합선에 의해 커버층(328)에 부착된 제1 부분(330A)과 접힘선(349)으로부터 길이방향으로 탭(348)에 연장되는 제2 부분(330B)으로 분할되도록 보호 포일(330)은 횡방향의 접힘선(349)에서 그 자체가 접힌다. 제2 부분(330B)은 제1 부분(330A)에 대해 평평하게 놓여 있으므로 제1 및 제2 부분(330A, 330B)은 실질적으로 동일 평면에 있다. 이러한 배치로, 탭(348)을 길이방향으로 당겨 보호 포일(330)을 제거하여 접힘선(349)에서 커버층(328)으로부터 제1 부분(330A)을 벗겨낼 수 있다. 제거 가능한 보호 포일(330)을 커버층(328)에 고정하는 방법으로서 접합을 설명하지만, 소비자에 의해 보호 포일(330)이 용이하게 제거될 수 있다면, 열 봉합 또는 접착제를 비제한적으로 포함하여 당업자에게 잘 알려진 다른 방법도 사용될 수 있음은 당업자에게 명백할 것이다.
상단 커버(332)는 중공형이며, 그 원위 말단쪽으로 복수의 공기 입구(350)를 포함하고 그 근위 말단에서 공기 출구(미도시)를 포함한다. 공기 입구(350)와 공기 출구는, 상단 커버(332)의 내부 벽면(미도시)과 아래 커버층(328) 사이에 정의된 공기 유동 채널(미도시)에 의해 연결된다.
사용시, 보호 포일(330)은 탭(348)을 길이방향으로 카트리지(320)로부터 멀리 당겨 제거된다. 보호 포일(330)이 일단 제거되면, 에어로졸 형성 기재(324)는 커버층(328)의 투과창(342)을 통해 공기 유동 채널과 유체 연통된다. 카트리지(320)는 이후, 도 1a 및 1b에 도시된 바와 같이, 에어로졸 발생 장치에 삽입되어, 전기 접촉부(338)는 장치의 공동 내 해당 전기 접촉부와 연결된다. 이후 장치에 의해 카트리지의 히터(326)로 전력이 제공되어 하나 이상의 에어로졸 형성 기재로부터 에어로졸을 방출한다. 사용자가 장치의 마우스피스부를 빨거나 뻐끔뻐끔 빨 때, 공기는 마우스피스의 공기 입구로부터 상단 커버의 공기 유동 채널을 통해 상단 커버의 공기 입구(350) 안으로 흡인되고, 거기에서 공기는 에어로졸과 혼합된다. 공기와 에어로졸 혼합물은 이후 카트리지(320)의 공기 출구를 통해 마우스피스부의 출구로 흡입된다.
에어로졸 형성 기재(324)가 소비자에 의해 일단 소모되면, 카트리지는 장치의 공동으로부터 제거되고 교체된다.
도 4a 및 4b는 에어로졸 형성 카트리지(420)의 제3 구현예를 도시한다. 이 예에서, 카트리지(420)는 실질적으로 평평하며, 임의의 다른 적절한 평평한 형상일 수 있지만, 직사각형 단면을 갖는다. 카트리지는 중간층(423)으로부터 형성된 베이스층(422) 및 중간층(423)에 고정되어 그 아래에 배치된 제1 히터(426)를 포함한다. 카트리지는 또한, 베이스층(422)에 배치된 에어로졸 형성 기재(424) 및 에어로졸 형성 기재(424) 위에 위치하고 베이스층(422)의 상단에 고정된 제2 히터(427)를 포함한다. 중간층(422), 에어로졸 형성 기재(424), 및 제1 및 제2 히터(426, 427)는 모두 실질적으로 평평하고 실질적으로 서로 평행하다. 이들 부품들(420)의 임의의 두 부품 간의 접촉면은 실질적으로 평면이고 실질적으로 서로 평행하다.
중간층(423)은 두께를 통해 연장되는 공동(434)을 가지며, 그 하단은 제1 히터(426)에 의해 닫혀있다. 에어로졸 형성 기재(424)는 공동(434) 내에 수용된다. 이 예에서, 공동(434)은 실질적으로 직사각형이고, 그 긴 변이 카트리지(420)의 종축에 실질적으로 평행한 상태로 배치된다. 에어로졸 형성 기재(424)는 제1 및 제2 히터(426, 427)에 의한 가열시 방출될 수 있는 휘발성 향미 화합물을 가지는 담배 함유 물질을 포함한다. 이 예에서, 에어로졸 형성 기재는 실질적으로 평평한 직사각형의 담배 캐스트 잎 블록이다.
제1 및 제2 히터(426, 427)는 각각 전기 접촉부(438)에 연결된 복수의 가열 부재(436)를 포함한다. 이 예에서, 히터(426, 427)은 각각 전기 절연 기재 포일(437) 상에 전기 접촉부(438) 및 가열 부재(436)을 배치하여 형성된다. 각각의 전기 절연 기재 포일(437)은 각 공동(434)의 폭과 길이에 걸쳐 연장될 수 있는 크기이다. 따라서, 제1 및 제2 히터(426)는 공동(434)의 상단 및 하단을 막고 공동(434) 내에 에어로졸 형성 기재(424)를 유지하는 것을 돕니다. 베이스층(422)의 두께를 에어로졸 형성 기재의 두께와 실질적으로 동일하게 되도록 함으로써 에어로졸 형성 기재(424)는 공동(434) 내에 단단히 수용될 수 있다.
전기 접촉부(438)는 전기 절연 기재 포일(437)의 측면 가장자리를 따라 연장된다. 제1 히터의 전기 접촉부는 아래쪽에서 카트리지의 외부로부터 접근 가능하며, 제2 히터의 전기 접촉부는 위에서 카트리지의 외부로부터 접근 가능하다. 제1 및 제2 히터(426, 427) 중 하나 또는 모두의 전기 절연 기재 포일(437)은 천공되어 에어로졸 형성 기재(424)에 의해 방출된 에어로졸이 제1 및 제2 히터(426, 427)를 통과할 수 있도록 한다. 히터(426, 427)는 천공되는 것으로 설명되지만, 하나 또는 모두는 대신 하나 이상의 기체 투과창을 포함할 수 있다. 히터(426, 427) 중 하나만 에어로졸에 투과성이면 충분하다는 것은 명백할 것이다.
사용시, 카트리지(420)는, 도 1a 및 1b에 도시된 바와 같이, 에어로졸 발생 장치에 삽입되어, 전기 접촉부(438)는 장치의 공동 내 해당 전기 접촉부와 연결된다. 이후 장치에 의해 제1 및 제2 히터(426)로 전력이 제공되어 에어로졸 형성 기재로부터 에어로졸을 방출한다. 사용자가 장치의 마우스피스부를 빨거나 뻐끔뻐끔 빨 때, 공기는 마우스피스의 공기 입구로부터 마우스피스부를 통해 흡인되고, 거기에서 공기는 에어로졸과 혼합된다. 공기와 에어로졸 혼합물은 이후 마우스피스부의 출구를 통해 흡입된다.
에어로졸 형성 기재(424)가 소비자에 의해 일단 소모되면, 카트리지는 장치의 공동으로부터 제거되고 교체된다.
도 5 및 6은 도 2a, 2b 및 3a, 3b의 에어로졸 형성 카트리지를 제조하기 위한 제조 공정에 대한 개략도를 도시한다. 설명되는 두 공정 모두에서, 제조 라인을 따라 카트리지 부품들의 흐름이 이송될 때 카트리지는 조립 라인을 따라 여러 상이한 스테이션에서 “수직으로” 조립된다. 용어 “수직으로 제조되는”은, 카트리지가 컨베이어를 따라 이동할 때 카트리지를 만들기 위해 카트리지 부품들이, 일반적으로는 최하위 부재로 시작하여 상단에 그 다음 부재를 배치하여 카트리지의 최상위 부재로 끝나며, 수직으로 그리고 순차적으로 서로 상하로 배치된다는 사실을 의미한다. 인접한 부품 간의 접촉면은 실질적으로 평면이고 실질적으로 평행하다. 이러한 접근법으로, 단지 수직 조립 작업만 필요하다. 따라서, 카트리지를 형성할 때, 회전 또는 다중 병진 운동과 같은 더 복잡한 조립 작업이 필요하지 않다.
도 5는 여러 상이한 스테이션을 갖는 조립 라인(500)을 이용하여 도 2a 및 2b의 에어로졸 형성 카트리지(220)를 제조하기 위한 제조 공정에 대한 개략도를 도시한다.
제1 스테이션(510)에서, 픽 앤 플레이스 머신과 같은 제1 자동 배치 장치(514)에 의해 개별적인 사출 성형 베이스층(222)이, 화살표로 표시된 바와 같이, 컨베이어(512) 상에 공급된다. 컨베이어(512)는 그 상단 표면에, 베이스층을 수용하고 컨베이어(512) 상에 베이스층이 정확히 배치되도록 하기 위한 복수의 공동(미도시)을 갖는 연속 벨트이다. 공동은 격자로 배치될 수 있고, 제1 자동 배치 장치(514)는 한 번의 동작으로 복수의 베이스층을 공동에 집어 넣도록 배치될 수 있으므로 여러 카트리지가 동시에 제조될 수 있다. 여러 카트리지에 적용될 수 있지만, 다음의 공정에 대한 설명은 개별 카트리지의 제조를 나타낸다.
제2 스테이션(520)에서, 전기 히터 포일 웹(522)이 보빈(524)으로부터 컨베이어(512)에 공급되고, 절단 장치(526)에 의해 포일 웹으로부터 개별 전기 히터(226)가 절단되어 제2 자동 배치 장치(528)에 의해 베이스층의 상단 표면 상의 공동(234)에 배치된다. 이 단계에서, 전기 히터는 그 전기 접촉부(238)가 베이스층의 접촉 개구(240)와 맞추어지도록 배치된다. 이 예에서, 전기 히터 포일 웹은 스테인리스 스틸과 같은 전기 전도성 포일을 포함하며, 이는 절단 장치(526)에 의해 스탬핑되어 전기 가열 부재(236) 및 전기 접촉부(238)를 형성한다.
제3 스테이션(530)에서, 픽 앤 플레이스 머신과 같은 제3 자동 배치 장치(532)에 의해 에어로졸 형성 기재(224)가 컨베이어(512)에 공급되고 베이스층(222)의 상단 표면 및 전기 히터(226)의 상단에서 공동(234)에 배치된다. 이 예에서, 에어로졸 형성 기재는 고체 기재를 포함한다. 에어로졸 형성 기재가 다공성 담체에 흡수된 액체 기재를 포함하는 예에서, 제3 자동 배치 장치(532)에 의해 다공성 담체가 우선 공동에 배치되고 이후 자동 수직 투여 및 충전 장치(미도시)를 이용하여 다공성 담체 상에 액체 기재가 분배된다.
제4 스테이션(540)에서, 제4 자동 배치 장치(542)에 의해 사출 성형 커버층(228)이 컨베이어(512)에 공급되고 베이스층(222), 에어로졸 형성 기재(224) 및 전기 히터(226) 위에 배치된다. 바람직하게, 커버층은, 그 기체 투과창(242)의 적어도 일부가 전기 히터의 적어도 일부 위에 있도록 베이스층 상에 배치되어 카트리지의 사용시 기체 투과창을 통한 에어로졸의 흐름을 향상시킨다.
제5 스테이션(550)에서, 제1 자동 초음파 접합 장치(552)를 이용하여 커버층(228)이 베이스층(222)에 접합된다.
제6 스테이션(560)에서, 보호 포일 웹(562)이 보빈(564)으로부터 컨베이어(512)에 공급되고 보호 포일 웹으로부터 개별 보호 포일(230)이 절단된다. 보호 포일은, 조립된 카트리지와 반대 방향, 즉 전기 접촉부(640)가 위치한 카트리지(220)의 말단 방향으로 탭(248)이 연장되도록 커버층(228) 위에 적용된다. 보호 포일은 초음파 접합에 의해 커버층에 착탈식으로 부착되어 커버층의 기체 투과창(242) 주위에 연속 봉합선을 형성하고, 보호 포일은 이후 횡방향의 접힘선(249)을 따라 자체에 대해 뒤로 접혀 탭은 도 2a에 도시된 방향으로 커버층을 넘어 연장된다. 절단, 접합 및 접지 단계는 하나의 기계(566)에 의해 또는 둘 이상의 개별 장치에 의해 수행될 수 있다.
제7 스테이션(570)에서, 픽 앤 플레이스 머신과 같은 제7 자동 배치 장치(572)에 의해 사출 성형 상단 커버(232)가, 화살표로 나타낸 바와 같이, 컨베이어(512)에 공급된다.
제8 스테이션(580)에서, 제2 자동 초음파 접합 장치(582)에 의해 상단 커버(232)가 커버층(228)에 접합되어 카트리지의 조립을 완료한다.
완료된 카트리지는 이후 포장기(590)로 이송되어, 다른 완료 카트리지와 합쳐지고 판매를 위해 포장된다.
도 6은 여러 상이한 스테이션을 갖는 조립 라인(600)을 이용하여 도 3a 및 3b의 에어로졸 형성 카트리지(320)를 제조하기 위한 제조 공정에 대한 개략도를 도시한다. 제1 스테이션(610)에서, 전기 히터 포일 웹(612)이 보빈(614)으로부터 조립 라인에 공급된다. 전기 히터 포일 웹(612)은, 전기 히터 포일 웹(612)이 절단되어 개별 카트리지를 위한 개별 전기 히터를 형성할 수 있도록 복수의 전기 가열 부재 및 전기 접촉부가 배치된 전기 절연 기재를 포함한다. 전기 히터 포일 웹(612)은 각각의 완료된 카트리지의 폭의 수 배의 폭을 가질 수 있으므로 여러 카트리지가 동시에 제조될 수 있다.
제2 스테이션(620)에서, 중간층 포일 웹(622)이 보빈(624)으로부터 조립 라인에 그리고 전기 히터 포일(612) 위에 공급된다. 중간층 포일 웹(622)과 전기 히터 포일(612)은 제1 적층 장치(626)에 의해 함께 적층되어 베이스층 포일 웹(628)을 형성한다. 임의의 다른 적절한 적층 공정이 사용될 수 있지만, 이 예에서, 중간층 포일 웹(622)과 전기 히터 포일 웹(612)은 제1 적층 장치(626)에서 함께 프레스되고 가열되어 두 웹은 함께 융합된다. 보빈(624)과 제1 적층 장치(626) 사이에 위치한 절단 장치(미도시)에 의해 보빈(624)으로부터 푼 후 개구가 절단될 수 있지만, 이 예에서, 중간층 포일 웹(622)은, 보빈(624) 상에 감기 전에 각각의 중간층(323)에 공동(334)을 형성하기 위한 복수의 개구로 미리 절단된다.
제3 스테이션(630)에서, 픽 앤 플레이스 머신과 같은 제1 자동 배치 장치(632)에 의해 에어로졸 형성 기재(324)가 베이스층 포일(628)에 공급되고 베이스층 포일(628)의 공동(334)에 배치된다. 에어로졸 형성 기재가 슬러리를 포함하는 대안적 구현예에서, 중간층 포일(622)의 개구에 해당하는 복수의 개구를 또한 갖는 얇은 실드층이, 예를 들어 접착제를 사용하여, 중간층 포일 웹(622)의 상부 표면에 착탈식으로 부착될 수 있다. 이 경우에는 자동 수직 투여 및 충전 장치(미도시)일 수 있는 제1 자동 배치 장치에 의해 공동(334) 안에 슬러리가 분배된 후, 후속 공정 단계를 위해 깨끗한 상부 표면을 노출시키기 위해 중간층 포일(622)로부터 실드층이 제거된다. 에어로졸 형성 기재가 다공성 담체에 흡수된 액체 기재를 포함하는 대안적 구현예에서, 제1 자동 배치 장치(632)에 의해 다공성 담체가 우선 공동에 배치되고 이후, 제1 자동 배치 장치(632) 뒤에 위치한 자동 수직 투여 및 충전 장치(미도시)를 이용하여 다공성 담체에 액체 기재가 도포된다.
제4 스테이션(640)에서, 커버층 포일 웹(642)이 보빈(644)으로부터 조립 라인에 그리고 베이스층 포일(628) 위에 공급된다. 커버층 포일 웹(642)과 베이스층 포일 웹(628)은 제2 적층 장치(646)에 의해 함께 적층된다. 임의의 다른 적절한 적층 공정이 사용될 수 있지만, 이 예에서, 베이스층 포일 웹(628)과 커버층 포일 웹(642)은 제2 적층 장치(646)에서 함께 프레스되고 가열되어 두 웹은 함께 융합된다. 커버층 포일 웹(642)은 각 카트리지(320)의 커버층(328)의 기체 투과창(342)을 형성하기 위한 복수의 미리 형성된 격자를 갖는 고분자 포일을 포함한다.
제5 스테이션(650)에서, 보호 포일 웹(652)이 보빈(654)으로부터 조립 라인에 그리고 커버층 포일(642) 위에 공급된다. 보호 포일 웹(652)은 미리 절단되어 개별 보호 포일(330)은 보호 포일 웹(652)으로부터 분리될 수 있다. 개별 보호 포일(330)은, 조립된 카트리지와 반대 방향, 즉 공기 입구(350)가 위치할 카트리지(320)의 상류 말단 방향으로 각각의 탭(348)이 연장되도록 커버층 포일 웹(642) 위에 적용된다. 각각의 보호 포일(330)은 초음파 접합에 의해 커버층 포일(642)에 착탈식으로 부착되어 커버층 포일(642)의 기체 투과창(342) 주위에 연속 봉합선을 형성하고, 횡방향의 접힘선(349)을 따라 자체에 대해 뒤로 접혀 탭(348)은 상류 방향, 즉 도 3a에서 연장된 방향으로 연장된다. 절단, 접합 및 접지 단계는 하나의 기계(656)에 의해 또는 둘 이상의 개별 장치에 의해 수행될 수 있다.
제6 스테이션(660)에서, 픽 앤 플레이스 머신과 같은 제2 자동 배치 장치(662)에 의해 사출 성형 상단 커버(332)가 조립 라인에 그리고 보호 포일(330) 위에 공급된다.
제7 스테이션(670)에서, 자동 초음파 접합 장치(672)에 의해 상단 커버(332)가 커버층(328)에 접합되어 카트리지의 조립을 완료한다.
완료된 카트리지는 이후 포장기(690)로 이송되어, 다른 완료 카트리지와 합쳐지고 판매를 위해 포장된다.
전술한 각 공정에서, 각 카트리지의 여러 부품의 정밀한 상대 위치를 보장하기 위해 임의의 둘 이상의 포일 웹은 색인을 생성할 수 있다. 예를 들어, 포일 웹은 색인된 가장자리는 천공되어 있을 수 있다.
전술한 예시적인 구현예들은 예시일 뿐이며 한정적인 것이 아니다. 상기한 예시적인 구현예들의 관점에서, 이제 상기 예시적인 구현예와 일치하는 다른 구현예들이 당업자에게 명백할 것이다.
10: 에어로졸 발생 장치
11: 본체
12: 마우스피스부
13: 배터리
14: 전기 회로
15: 공동
16: 공기 입구
17: 공기 출구
18: 전기 접촉부
19: 레일
20,220,320,420: 에어로졸 형성 카트리지
222,322,422: 베이스층
224,324,424: 에어로졸 형성 기재
226,326: 히터
228,328: 커버층
230,330: 보호 포일
230A,330A: 제1 부분
230B,330B: 제2 부분
232,332: 상단 커버
234,334,434: 공동
236,336,436: 가열 부재
238,338,438,640: 전기 접촉부
240: 접촉 개구
242,342: 투과창
244: 메쉬격자
248,348: 탭
249,349: 접힘선
250,350: 공기 입구
323,423: 중간충
337,437: 전기 절연 기재 포일
346: 개구
426: 제1 히터
427: 제2 히터
500,600: 조립 라인
510,610: 제1 스테이션
512: 컨베이어
514: 제1 자동 배기장치
520: 제2 스테이션
522,562,612,622,628,642,652: 포일 웹
524,564,614,624,654: 보빈
526: 절단 장치
528: 제2 자동 배기 장치
530,630: 제3 스테이션
532: 제3 자동 배기 장치
540,640: 제4 스테이션
542: 제 4 자동 배기장치
550,650: 제5 스테이션
552: 제1 자동 초음파 접합 장치
560,660: 제6 스테이션
570,670: 제7 스테이션
572: 제7 자동 배기 장치
580: 제8 스테이션
582: 제2 자동 초음파 접합 장치
590,690: 포장기
600: 라인
620: 제2 스테이션
626: 제1 적층 장치
646: 제2 적층 장치
662: 제2 자동 배치 장치
672: 자동 초음파 접촉 장치

Claims (18)

  1. 전기 작동식 에어로졸 발생 시스템에 사용하기 위한 에어로졸 형성 카트리지로서,
    베이스층; 및
    상기 베이스층 상에 배치된 에어로졸 형성 기재로서, 상기 에어로졸 형성 기재로부터 방출될 수 있는 휘발성 담배 향미 화합물을 가지는 담배 함유 물질을 포함하는 적어도 하나의 에어로졸 형성 기재를 포함하되,
    상기 베이스층과 상기 적어도 하나의 에어로졸 형성 기재는 실질적으로 평면인 접촉면에서 접촉하는, 에어로졸 형성 카트리지.
  2. 제1항에 있어서, 상기 베이스층 및 상기 적어도 하나의 에어로졸 형성 기재 중 하나 또는 모두는 실질적으로 평평한, 에어로졸 형성 카트리지.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 베이스층은 적어도 하나의 공동을 포함하고, 상기 적어도 하나의 에어로졸 형성 기재는 상기 적어도 하나의 공동에 수용되는, 에어로졸 형성 카트리지.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 적어도 하나의 에어로졸 형성 기재는 상기 베이스층 상에 개별적으로 배치된 복수의 에어로졸 형성 기재를 포함하는, 에어로졸 형성 카트리지.
  5. 제4항에 있어서, 상기 베이스층은 복수의 공동을 포함하고, 상기 복수의 에어로졸 형성 기재 각각은 상기 복수의 공동 중 하나에 수용되는, 에어로졸 형성 카트리지.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 적어도 하나의 에어로졸 형성 기재를 가열하도록 배치된 적어도 하나의 가열 부재를 포함하는 전기 히터를 더 포함하되, 상기 베이스층 및 상기 적어도 하나의 에어로졸 형성 기재 중 하나 또는 모두와 상기 전기 히터 간의 접촉면은 실질적으로 평면이고 상기 베이스층과 상기 적어도 하나의 에어로졸 형성 기재 간의 상기 접촉면에 실질적으로 평행한, 에어로졸 형성 카트리지.
  7. 제6항에 있어서, 상기 적어도 하나의 에어로졸 형성 기재는 상기 베이스층 상에 개별적으로 배치된 복수의 에어로졸 형성 기재를 포함하고, 상기 전기 히터는 각각 상기 복수의 에어로졸 형성 기재 중 상이한 것을 가열하도록 배치된 복수의 가열 부재를 포함하는, 에어로졸 형성 카트리지.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 카트리지는 일체형 마우스피스부를 더 포함하는, 에어로졸 형성 카트리지.
  9. 제8항에 있어서, 상기 카트리지는 상기 마우스피스부의 하류 말단에서의 흡인 저항이 약 50 mmWG 내지 약 130 mmWG, 바람직하게는 약 80 mmWG 내지 약 120 mmWG, 더 바람직하게는 약 90 mmWG 내지 약 110 mmWG, 가장 바람직하게는 약 95 mmWG 내지 약 105 mmWG가 되도록 배치된, 에어로졸 형성 카트리지.
  10. 에어로졸 발생 장치, 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 따른 에어로졸 형성 카트리지, 및 적어도 하나의 에어로졸 형성 기재를 기화시키기 위한 전기식 기화기를 포함하는 전기 작동식 에어로졸 형성 시스템으로서, 상기 에어로졸 발생 장치는,
    상기 에어로졸 형성 카트리지를 착탈식으로 수용하기 위한 슬롯 형상의 수용부를 정의하는 본체; 및
    상기 기화기에 전력을 공급하기 위한 전력 공급기를 포함하는, 전기 작동식 에어로졸 형성 시스템.
  11. 전기 작동식 에어로졸 발생 시스템에 사용하기 위한 에어로졸 형성 카트리지를 제조하는 방법으로,
    베이스층을 제공하는 단계; 및
    상기 베이스층 상에 적어도 하나의 에어로졸 형성 기재를, 상기 베이스층과 상기 적어도 하나의 에어로졸 형성 기재가 실질적으로 평면인 접촉면에서 결합되도록 배치하는 단계를 포함하되, 상기 에어로졸 형성 기재는 가열시 상기 에어로졸 형성 기재로부터 방출되는 휘발성 담배 향미 화합물을 가지는 담배 함유 물질을 포함하는, 방법.
  12. 제11항에 있어서, 상기 베이스층에 적어도 하나의 공동을 형성하는 단계를 더 포함하되, 상기 베이스층 상에 적어도 하나의 에어로졸 형성 기재를 배치하는 상기 단계는 상기 적어도 하나의 에어로졸 형성 기재를 상기 적어도 하나의 공동에 배치함으로써 수행되는, 방법.
  13. 제11항 또는 제12항에 있어서, 실질적으로 평면이고 상기 베이스층과 상기 적어도 하나의 에어로졸 형성 기재 간의 상기 접촉면에 실질적으로 평행한 접촉면에서 전기 히터와 상기 베이스층이 접촉하도록 상기 베이스층에 상기 전기 히터를 부착하는 단계를 더 포함하는, 방법.
  14. 제13항에 있어서, 전기 히터를 부착하는 상기 단계는 전기 히터 포일 웹을 보빈으로부터 조립 라인에 공급하고 상기 전기 히터 포일 웹을 횡으로 절단하여 개별 전기 히터들을 형성함으로써 수행되는, 방법.
  15. 제14항에 있어서, 상기 전기 히터 포일 웹은 복수의 가열 부재가 부착된 전기 절연 기재 포일 웹을 포함하는, 방법.
  16. 제11항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서, 베이스층을 제공하는 상기 단계는 베이스층 포일 웹을 보빈으로부터 조립 라인에 공급하고 상기 베이스층 포일 웹을 횡으로 절단하여 개별 베이스층들을 형성하는 단계를 포함하는, 방법.
  17. 제14항 내지 제16항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 전기 히터 포일 웹, 또는 상기 베이스층 포일 웹, 또는 상기 전기 히터 포일 웹과 상기 베이스층 포일 웹 모두는 각 카트리지의 폭보다 더 큰, 각 카트리지의 폭보다 2배 내지 50배 더 큰 폭을 갖되, 복수의 에어로졸 형성 카트리지가 평행으로 만들어지는, 방법.
  18. 제14항 내지 제17항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 카트리지가 제조되는 둘 이상의 포일 웹이 함께 적층되는, 방법.

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